在人和高等动物的雄性生殖过程中，精原细胞是精子产生的基础。生理状态下，精原细胞线粒体持续产生少量的氧自由基，将精原细胞内的氧化应激维持在一定水平，促进和调节细胞的自我更新与分化。但是，衰老、脂质过氧化反应、油炸食品、汽车尾气、吸烟和临床使用环磷酰胺等因素可以导致精原细胞内的丙烯醛水平上升，引起细胞内氧化应激，是精子发生障碍和损伤的重要原因。因此，本实验主要研究丙烯醛对精原细胞的毒理作用和机理，并进一步探讨了氧化应激和雷帕霉素的重要关系。丙烯醛作为环境中常见的不饱和醛，其强烷化性易与细胞内消除氧自由基的重要物质谷胱甘肽发生加成反应，引起后者失活，从而使细胞内氧自由基的消除发生障碍，导致细胞氧化应激。我们用细胞内特异性的氧化应激染料DCF定量地检测出在丙烯醛浓度过高时，细胞确实存在氧化应激失衡。用MTT和流式细胞术等方法发现随着丙烯醛处理浓度的升高，存在细胞数量的损失；随后用CFDA法证实这一损失来自细胞死亡而非增值能力改变；之后用Hoechst33342和早凋亡试剂盒证实细胞死亡的方式为细胞的凋亡。在机理研究上，用QRT-PCR检测到Bcl2/Bax表达比率下降，Bcl2家族基因的这一表达比率失衡引起了用JC-1染色法检测到的线粒体膜电压消失，导致细胞获取能量的氧化磷酸化过程终止，最终引发內源性的细胞凋亡。为探索丙烯醛损伤的信号通路并找出缓解办法，我们采用mTOR、P38、NF-κB、MAPKK和PKA等信号抑制剂与丙烯醛共处理后发现，只有雷帕霉素能缓解丙烯醛引起的细胞凋亡，并进一步证明雷帕霉素能够缓解丙烯醛引起的精原细胞内氧化应激。在QRT-PCR实验中发现，作为mTORC1的特异性抑制剂，雷帕霉素能够增加Bcl2/Bax的表达比率，这一比率的增加，应该能保护线粒体膜，维持线粒体膜电位；我们通过JC-1染色法也定量的证明了雷帕霉素确实能够缓解丙烯醛对线粒体的损伤。上述实验能够初步解释雷帕霉素缓解丙烯醛诱导的内源性细胞凋亡的主要机理，并提供了可供参考的思路。本实验初步证明，雷帕霉素的抗衰老作用机理，可能与其对抗衰老产生的丙烯醛，进而缓解细胞内氧化应激有关。雷帕霉素能够影响代谢、自噬、分化、癌变和衰老等多种关键性的细胞行为，特别是其抗衰老的效应引起了广泛关注。结合衰老的自由基损伤学说，有报道提出雷帕霉素可以缓解细胞内氧化应激，本研究也为这一观点提供了一些新的证据。