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目的:建立雄性大鼠丙烯腈(acrylonitrile,ACN)短期生殖损伤模型,分析大鼠精子质量,并从氧化应激、ASK1-JNK/p38信号通路及细胞凋亡水平探讨可能机制。方法:60只SPF级成年健康SD雄性大鼠,随机分为5组:对照组(玉米油)、染毒组(11.5、23.0、46.0mg/kg ACN)、NAC组(300.0mg/kg NAC+46.0mg/kg ACN),每组12只。灌胃容积5.0ml/kg,NAC组给予300.0mg/kg NAC 30min后,再给予46.0mg/kg ACN。1次/d,6d/w,共28d。末次染毒后,次日乙醚麻醉大鼠,心内采血后处死大鼠:(1)分离大鼠睾丸、附睾等脏器并称重,计算脏器系数;(2)制备睾丸组织HE染色切片,观察睾丸组织结构变化;(3)制备睾丸组织匀浆,检测睾丸标志酶酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、乳酸脱氢酶(LDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)水平;(4)游离附睾中精子,使用CASA系统分析精子运动参数,制备精子涂片行伊红染色和吖啶橙染色,观察精子形态和DNA损伤情况;(5)ELISA法测定血清睾酮(T)、卵泡刺激素(FSH)水平;(6)检测睾丸组织脂质过氧化指标超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽(GSH)水平;(7)TUNEL染色检测睾丸细胞凋亡水平;(8)RT-PCR检测睾丸组织ASK1-JNK/p38信号通路相关基因ASK1、MKK7、JNK、p38 mRNA相对表达水平以及凋亡相关基因Caspase-9、Bax、Bcl-2、Caspase-3 mRNA相对表达水平;(9)Western Blot检测睾丸组织ASK1-JNK/p38信号通路相关蛋白ASK1、p-ASK1、MKK7、JNK、p-JNK、p38、p-p38表达水平以及凋亡相关蛋白Caspase-9、Cyt c、Bax、Bcl-2、Caspase-3表达水平。结果:(1)体重及脏器系数:ACN各剂量染毒组大鼠体重、睾丸湿重及脏器系数变化差异均无统计学意义(P>0.05),附睾湿重低于对照组(P<0.05);(2)睾丸组织结构改变:ACN中、高剂量染毒组大鼠睾丸生精小管排列稀疏,管径变小,生精小管内各级生精细胞排列紊乱、细胞成熟度降低,管腔内精子数目减少,间质稀疏,NAC干预后生精小管较高剂量组排列紧密、管腔增大,减轻了ACN对大鼠睾丸的损伤作用;(3)睾丸标志酶:与对照组相比,ACN高剂量染毒组大鼠睾丸ACP活力升高,低、中剂量染毒组AKP活力降低,中剂量染毒组LDH活力升高(P<0.05);(4)精子质量:与对照组相比,ACN各剂量染毒组大鼠a级精子所占比例均升高,d级精子所占比例均降低(P<0.05),VCL、VSL、VAP、MAD均升高,BCF均降低(P<0.05)。与高剂量染毒组相比,NAC干预后降低了大鼠精子VCL、VSL、VAP以及MAD,升高了BCF(P<0.05)。ACN各剂量染毒组精子畸形部位均以头部为主,精子畸形率、头部畸形率、精子DFI指数均高于对照组(P<0.05),与高剂量染毒组相比,NAC干预后降低了精子DFI指数(P<0.05);(5)血清激素水平:与对照组比较,ACN各剂量染毒组大鼠血清FSH浓度均升高(P<0.05);低、中剂量染毒组血清T浓度降低(P<0.05);(6)睾丸脂质过氧化指标:与对照组相比,低剂量染毒组大鼠睾丸SOD、T-AOC活力降低(P<0.05);中剂量染毒组CAT、SOD活力降低,MDA含量升高(P<0.05);高剂量染毒组CAT、SOD活力升高,GSH-Px、T-AOC活力降低,GSH含量降低(P<0.05)。与高剂量染毒组相比,NAC干预后降低了大鼠睾丸组织CAT活力和MDA含量(P<0.05);(7)TUNEL染色:中、高剂量染毒组大鼠睾丸TUNEL阳性细胞增多,每生精小管TUNEL阳性细胞数增多(P<0.05);(8)RT-PCR结果:与对照组相比,低剂量染毒组大鼠睾丸p38、JNK、Bax、Caspase-9 mRNA表达上调;中剂量染毒组ASK1、MKK7、p38、JNK mRNA表达均上调;高剂量染毒组ASK1、MKK7、p38、JNK、Bax、Caspase-3 mRNA表达均上调,Bcl-2 mRNA表达下调。与高剂量染毒组相比,NAC干预后降低了ASK1、MKK7、p38、Caspase-3mRNA表达水平(P<0.05);(9)Western Blot结果:与对照组相比,低剂量染毒组大鼠睾丸组织p-p38、Bcl-2蛋白表达水平降低,Caspase-9表达水平升高;中剂量染毒组p-ASK1、MKK7、p-JNK、p38、Cyt c、Caspase-9、Bax、cleaved-Caspase-3表达水平升高;高剂量染毒组p-ASK1、MKK7、p-JNK、p38、p-p38、Cyt c、Bax、Caspase-9、cleaved-Caspase-3表达水平升高,Bcl-2表达水平降低(P<0.05)。NAC干预后降低了大鼠睾丸组织p-ASK1、MKK7、p-JNK、Caspase-9、cleaved-Caspase-3蛋白表达水平(P<0.05)。结论:(1)ROS过量生成是ACN诱导大鼠睾丸氧化损伤的主要原因;(2)ROS介导的ASK1-JNK/p38信号通路活化和线粒体凋亡通路的激活是ACN致睾丸细胞损伤的机制之一。