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第一部分电磁辐射对雄性小鼠生育力的影响及相关机制研究【目的】男性生殖系统是电磁辐射最为敏感的靶器官之一,文献已经报道电磁辐射（主要是手机辐射等）可能引起男性精子质量下降,但其对雄性生育功能的影响及相关机制不明。本部分实验搭建频率为2.0 GHz的C57BL/J6小鼠电磁辐射平台,模拟军事作业电磁辐射暴露环境,系统研究电磁辐射暴露对小鼠睾丸、精子质量、小鼠交配能力的影响及相关机制,以期更加深入揭示电磁辐射暴露对男性生育力的影响及相关机制。【方法】雄性小鼠随机分为对照组（不进行电磁辐射）和辐射组（遭受电磁辐射）,辐射组小鼠进行2.0 GHz,功率密度2.5 W/m~2,小鼠全身平均比吸收率（specific absorption rate,SAR）经计算为0.125-0.5 W/kg,每天3 hr,每周6天,共10周的电磁辐射。辐射10周后,按照雌雄鼠1:1的比例进行交配实验以检测雄鼠的生育力。交配实验完成后,检测附睾精子质量和分析睾丸组织学是否改变。然后,提取睾丸组织蛋白,对组蛋白去甲基化酶JMJD3/UTX蛋白表达水平进行Western blot检测。接着,我们借助GSK-J4这一特异的H3K27me3组蛋白去甲基化酶JMJD3/UTX的抑制剂,体内及体外研究JMJD3/UTX在雄鼠生育力中的可能作用。最后,采用转录组测序（RNA-seq）揭示JMJD3/UTX调控精母细胞GC-2增殖与凋亡的可能机制。【结果】在本研究设定的电磁辐射条件下,我们观测到长期地电磁辐射雄鼠后,小鼠的睾丸结构及血睾屏障完整性未发生明显改变;但是睾丸生殖细胞的增殖活性有降低趋势,且伴有生殖细胞的凋亡显著增多;对小鼠的精子进行分析,我们未发现精子数目及精子ROS出现改变,但是精子细胞的早期凋亡及死亡细胞数量有增多的趋势;雄鼠的交配实验提示,电磁辐射暴露对小鼠的交配能力尚未造成显著影响。进一步地研究发现,在遭受电磁辐射后,小鼠睾丸组织中的组蛋白去甲基化酶JMJD3/UTX的表达量出现显著减少。我们通过进一步的体内及体外实验发现:JMJD3/UTX活性抑制可使得小鼠精母细胞的增殖减少而细胞的凋亡增多。Western blot实验及转录组测序的结果显示,GSK-J4抑制JMJD3/UTX活性抑制小鼠精母细胞的增殖、促进其凋亡伴随有H3K27me3水平的升高,以及涉及细胞凋亡及增殖相关信号通路（如p53信号通路）转录水平的剧烈变化。【结论】长期的电磁辐射对小鼠的睾丸结构、血睾屏障、精子质量以及雄鼠的交配能力没有显著影响。电磁辐射可诱导睾丸生殖细胞的凋亡。电磁辐射暴露抑制小鼠睾丸的组蛋白去甲基化酶JMJD3/UTX的表达,这可能参与电磁辐射影响小鼠生育力损伤。其相关的机制涉及JMJD3/UTX对H3K27me3的调节,以及涉及对细胞凋亡及增殖相关的信号通路（如p53信号通路）的调控。第二部分父源电磁辐射暴露对子代小鼠糖代谢的影响及相关机制研究【目的】文献报道,父源不良环境的暴露（如高脂饮食、心理应激等）会影响子代的健康。我们第一部分的研究结果表明,电磁辐射暴露未损伤雄鼠的生育力,但影响了睾丸的一些表观遗传特征。考虑到父源表观遗传变化可能会影响子代健康,而电磁辐射作为一种对人体健康有潜在危害的不良环境暴露,父源电磁辐射暴露对子代生长发育、代谢的影响还不清楚。因此,本部分将研究父源电磁暴露对子代健康的影响,主要聚焦于子代的生长发育及代谢状况是否发生变化。本部分将以第一部分电磁辐射及对照雄鼠产生的子代为研究对象,对其生长发育、代谢（主要是体重及糖代谢）及肠道菌群进行检测,以期更加深入研究电磁辐射暴露对其子代代谢的影响及可能机制。【方法】我们首先对辐射14周的F0雄鼠进行体重及糖耐量检测。接着,对第一部分电磁辐射及对照雄鼠产生的子代,从出生后第一周到出生后第12周,监测其体重增长,并检测7周龄左右子代小鼠的糖代谢（包括随机血糖、空腹血糖,糖耐量实验,胰岛素耐量实验,丙酮酸耐量实验等）。此外,我们采用q PCR检测子代小鼠的肝脏糖代谢相关基因转录水平改变,并进行16s r RNA分类测序分析子代小鼠肠道菌群种类及丰度的变化。【结果】经电磁辐射14周后的F0,其体重及糖耐量没有发生显著改变。父源电磁辐射暴露对F1子代雌性及雄性的影响存在差异:与对照组相比,雌性后代的生长轨迹并未受到影响,雌性后代的糖代谢也并未受到影响;而电磁辐射暴露组的子代雄鼠,体重增长在青春期（3周龄-12周龄）显著落后于对照组,但在青春期后体重追赶上对照小鼠。此外,电磁辐射暴露后的雄性子代小鼠,糖代谢和对照组比有显著差异,表现为空腹血糖的下降以及糖耐量的不同。q PCR的结果显示,父源电磁辐射暴露生育的雄性子代小鼠,其糖代谢异常伴随有肝脏糖代谢相关基因Gck转录水平的异常。16s r RNA测序的结果显示,电磁辐射暴露后的雄性子代小鼠和对照组子代小鼠的肠道菌群相比,两者的α多样性及β多样性均未发生改变;电磁辐射暴露组的子代雄鼠显著富集拟杆菌属（Bacteroides）,而对照组的子代雄性小鼠肠道菌群富集苏黎世杆菌属（Turicibacter）。【结论】长期电磁辐射暴露对F0雄鼠的体重及糖耐量没有影响。父源电磁辐射的暴露对子代雌性生长发育及糖代谢没有影响。父源电磁辐射的暴露可对青春期的子代雄性小鼠生长发育及糖代谢产生影响。这种改变和父源电磁辐射暴露生育的子代小鼠肝脏糖代谢相关基因的异常表达以及肠道菌群（如拟杆菌属和苏黎世杆菌属）的丰度改变可能有关。