论文部分内容阅读
目的:
环境污染对人类生殖健康的影响已经引起国际上的广泛重视。尤其在发展中国家,环境污染物是引起男性不育的主要原因之一。全氟辛酸(perfluorooctane acid, PFOA)是一种典型的全氟化合物,具有环境持久性和生物积蓄性,严重危害人类和动物健康。目前,几乎在全世界范围内的人群体内都已检测到PFOA的存在。研究发现,睾丸是PFOA毒性损伤作用的靶器官之一,PFOA可破坏曲细精管结构并显著降低精子数量和质量。然而,其毒性作用机制尚不完全清楚。本实验利用GC-1小鼠精原细胞系建立染毒模型,观察不同剂量的PFOA(250,500,750μM)体外暴露24小时后对GC-1小鼠精原细胞的影响。通过观察氧化应激状态、细胞凋亡和自噬水平探讨PFOA诱导精原细胞毒性损伤的机制,并揭示PFOA的睾丸生殖毒性作用是否与导致精原细胞的损伤有关,为保护PFOA诱导的生殖系统损伤提供研究基础。
方法:
体外培养的GC-1细胞随机分成4个处理组:对照组、250μMPFOA处理组、500μMPFOA处理组和750μMPFOA处理组。利用高糖DMEM+10%胎牛血清+1%双抗培养细胞至对数生长期,加不同浓度的PFOA处理24h后,MTS法测定GC-1细胞活性;倒置显微镜下观察细胞形态;DCFH-DA荧光探针检测细胞内活性氧(ROS)的含量;化学比色法检测精原细胞中氧化应激指标丙二醛(MDA)的生成和超氧化物歧化酶(SOD)的活性;JC-1荧光探针检测细胞线粒体膜电位的变化;TUNEL染色观察精原细胞的凋亡率;比色法测定细胞内caspase-3的活性;Real-timePCR检测凋亡相关基因Bcl-2和BaxmRNA的表达;Westernblotting检测自噬相关蛋白LC3B蛋白的表达;透射电镜观察细胞中自噬小体的形成。
结果:
(1)MTS结果表明,中高浓度的PFOA暴露(500和750μM)显著抑制了GC-1细胞的活性,并呈剂量依赖性(P<0.05)。此外,细胞形态学观察表明PFOA处理引起了细胞皱缩、体积减小以及空泡变性,细胞密度明显降低。低剂量PFOA处理组(250μM)的细胞活性无显著变化(P>0.05)。
(2)PFOA暴露诱导了过度的ROS产生和精原细胞氧化应激。与对照组相比,500μMPFOA处理组和750μMPFOA处理组细胞内ROS含量和细胞膜脂质过氧化产物MDA生成明显增加(P<0.05)。同时,PFOA处理显著抑制了SOD的活性(P<0.05)。低剂量的PFOA对GC-1细胞ROS和MDA生成无显著影响(P>0.05)。
(3)PFOA暴露扰乱了精原细胞的线粒体功能。JC-1荧光探针检测结果表明,PFOA处理GC-1细胞24h后,细胞内线粒体膜电位明显降低(P<0.05)。此外,PFOA显著减少了细胞内ATP的生成,并呈浓度依赖性(P<0.05)。
(4)PFOA暴露诱导了精原细胞凋亡。TUNEL染色、caspase-3活性分析和Real-timePCR结果表明,和对照组相比,中高剂量的PFOA处理24h显著升高了GC-1细胞凋亡指数和caspase-3活性,并明显降低了Bcl-2/BaxmRNA表达的比例(P<0.05)。低剂量的PFOA处理(250μM)对GC-1精原细胞凋亡无显著影响(P>0.05)。
(5)PFOA暴露诱导了精原细胞自噬:透射电镜结果表明,中高剂量的PFOA处理24h后细胞内自噬小体明显增多。此外,PFOA(500和750μM)促进了自噬相关蛋白LC3B-Ⅰ向LC3B-Ⅱ转化,LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ蛋白表达的比值显著升高,并呈剂量依赖性(P<0.05)。
结论:
(1)PFOA暴露降低了体外培养的GC-1小鼠精原细胞活性。
(2)PFOA暴露诱导了GC-1精原细胞氧化应激,并引起线粒体损伤。
(3)PFOA暴露诱导了GC-1精原细胞的凋亡和自噬。
环境污染对人类生殖健康的影响已经引起国际上的广泛重视。尤其在发展中国家,环境污染物是引起男性不育的主要原因之一。全氟辛酸(perfluorooctane acid, PFOA)是一种典型的全氟化合物,具有环境持久性和生物积蓄性,严重危害人类和动物健康。目前,几乎在全世界范围内的人群体内都已检测到PFOA的存在。研究发现,睾丸是PFOA毒性损伤作用的靶器官之一,PFOA可破坏曲细精管结构并显著降低精子数量和质量。然而,其毒性作用机制尚不完全清楚。本实验利用GC-1小鼠精原细胞系建立染毒模型,观察不同剂量的PFOA(250,500,750μM)体外暴露24小时后对GC-1小鼠精原细胞的影响。通过观察氧化应激状态、细胞凋亡和自噬水平探讨PFOA诱导精原细胞毒性损伤的机制,并揭示PFOA的睾丸生殖毒性作用是否与导致精原细胞的损伤有关,为保护PFOA诱导的生殖系统损伤提供研究基础。
方法:
体外培养的GC-1细胞随机分成4个处理组:对照组、250μMPFOA处理组、500μMPFOA处理组和750μMPFOA处理组。利用高糖DMEM+10%胎牛血清+1%双抗培养细胞至对数生长期,加不同浓度的PFOA处理24h后,MTS法测定GC-1细胞活性;倒置显微镜下观察细胞形态;DCFH-DA荧光探针检测细胞内活性氧(ROS)的含量;化学比色法检测精原细胞中氧化应激指标丙二醛(MDA)的生成和超氧化物歧化酶(SOD)的活性;JC-1荧光探针检测细胞线粒体膜电位的变化;TUNEL染色观察精原细胞的凋亡率;比色法测定细胞内caspase-3的活性;Real-timePCR检测凋亡相关基因Bcl-2和BaxmRNA的表达;Westernblotting检测自噬相关蛋白LC3B蛋白的表达;透射电镜观察细胞中自噬小体的形成。
结果:
(1)MTS结果表明,中高浓度的PFOA暴露(500和750μM)显著抑制了GC-1细胞的活性,并呈剂量依赖性(P<0.05)。此外,细胞形态学观察表明PFOA处理引起了细胞皱缩、体积减小以及空泡变性,细胞密度明显降低。低剂量PFOA处理组(250μM)的细胞活性无显著变化(P>0.05)。
(2)PFOA暴露诱导了过度的ROS产生和精原细胞氧化应激。与对照组相比,500μMPFOA处理组和750μMPFOA处理组细胞内ROS含量和细胞膜脂质过氧化产物MDA生成明显增加(P<0.05)。同时,PFOA处理显著抑制了SOD的活性(P<0.05)。低剂量的PFOA对GC-1细胞ROS和MDA生成无显著影响(P>0.05)。
(3)PFOA暴露扰乱了精原细胞的线粒体功能。JC-1荧光探针检测结果表明,PFOA处理GC-1细胞24h后,细胞内线粒体膜电位明显降低(P<0.05)。此外,PFOA显著减少了细胞内ATP的生成,并呈浓度依赖性(P<0.05)。
(4)PFOA暴露诱导了精原细胞凋亡。TUNEL染色、caspase-3活性分析和Real-timePCR结果表明,和对照组相比,中高剂量的PFOA处理24h显著升高了GC-1细胞凋亡指数和caspase-3活性,并明显降低了Bcl-2/BaxmRNA表达的比例(P<0.05)。低剂量的PFOA处理(250μM)对GC-1精原细胞凋亡无显著影响(P>0.05)。
(5)PFOA暴露诱导了精原细胞自噬:透射电镜结果表明,中高剂量的PFOA处理24h后细胞内自噬小体明显增多。此外,PFOA(500和750μM)促进了自噬相关蛋白LC3B-Ⅰ向LC3B-Ⅱ转化,LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ蛋白表达的比值显著升高,并呈剂量依赖性(P<0.05)。
结论:
(1)PFOA暴露降低了体外培养的GC-1小鼠精原细胞活性。
(2)PFOA暴露诱导了GC-1精原细胞氧化应激,并引起线粒体损伤。
(3)PFOA暴露诱导了GC-1精原细胞的凋亡和自噬。