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研究背景随着通信技术的快速发展,人们在日常工作和生活中都面临着复杂电磁辐射暴露带来的危害。与此同时,不育症已成为当今社会广泛关注的问题,其中男性因素引起的不育症不容忽视。有研究表明过量电磁辐射暴露会导致男性生育能力下降。因此,寻找安全有效的电磁辐射防护剂成为一个亟待解决的问题。近年来,分子氢逐渐成为生物损伤防治领域的研究热点,其具有抗氧化、抗凋亡、抗炎症和抗电离辐射等诸多作用。分子氢能否发挥雄性生殖系统电磁辐射损伤防护作用,成为有一款有潜力的电磁辐射防护剂,引起了我们的研究兴趣。为此,我们进行了以下研究。首先,明确NEMP暴露对雄性生殖系统的影响,建立暴露损伤模型。然后,进行分子氢干预,明确分子氢对雄性生殖系统NEMP暴露损伤的防护效应。最后,对分子氢可能的雄性生殖系统NEMP暴露损伤防护机制进行探索。主要研究内容1、NEMP暴露对雄性大鼠生殖系统、精原细胞和睾丸间质细胞的影响。2、分子氢对NEMP暴露后雄性大鼠生殖系统、精原细胞和睾丸间质细胞的作用。3、分子氢对NEMP暴露后精原细胞和睾丸间质细胞ROS、线粒体膜电位和线粒体凋亡通路的作用。4、分子氢对NEMP暴露后大鼠睾丸组织抗氧化酶、氧化物和抗氧化物的作用。5、大鼠睾丸组织转录组学、代谢组学和转录组-代谢组学联合分析。主要研究方法1、NEMP暴露对雄性生殖系统的影响。通过HE染色、Tunel染色、Western Blot和Brd U染色,分析NEMP暴露对雄性大鼠睾丸组织的影响。利用ELISA检测血清睾酮浓度,分析NEMP暴露对雄性大鼠生殖内分泌系统的影响。利用CASA检测附睾尾精子参数,分析NEMP暴露对雄性大鼠精子的影响。通过CCK8和Ed U染色,分析NEMP暴露对精原细胞和睾丸间质细胞活力的影响。利用Annexin V/PI双染流式细胞术和Western Blot,分析NEMP暴露对精原细胞和睾丸间质细胞凋亡的影响。2、分子氢对雄性生殖系统NEMP暴露损伤的防护效应。通过HE染色、Tunel染色、Western Blot和Brd U染色,研究分子氢对雄性大鼠睾丸组织NEMP暴露损伤的防护效应。利用ELISA检测血清睾酮浓度,研究分子氢对雄性大鼠生殖内分泌系统NEMP暴露损伤的防护效应。利用CASA检测附睾尾精子参数,研究分子氢对雄性大鼠精子NEMP暴露损伤的防护效应。通过CCK8、Ed U染色、Annexin V/PI双染流式细胞术和Western Blot,研究分子氢对精原细胞和睾丸间质细胞NEMP暴露损伤的防护效应。3、分子氢对雄性生殖系统NEMP暴露损伤的防护机制。检测细胞内ROS水平、线粒体膜电位和线粒体细胞色素C释放情况,明确分子氢对NEMP暴露后细胞内ROS、线粒体膜电位和线粒体凋亡通路的作用。通过检测大鼠睾丸组织各种抗氧化酶、谷胱甘肽和丙二醛,明确分子氢对NEMP暴露后大鼠睾丸组织氧化-抗氧化系统的作用。通过对大鼠睾丸组织转录组、代谢组学和转录组-代谢组学联合分析,探索分子氢对雄性生殖系统NEMP暴露损伤起防护效应的靶分子和靶通路。主要研究结果1、NEMP暴露对雄性生殖系统的影响。1、NEMP暴露导致大鼠睾丸组织病理结构改变,但对睾丸脏器指数和生精小管直径无显著影响。2、NEMP暴露导致大鼠睾丸组织发生细胞凋亡。3、NEMP暴露导致大鼠睾丸组织细胞增殖活力降低。4、NEMP暴露导致大鼠血清睾酮浓度降低。5、NEMP暴露导致大鼠附睾尾精子存活率和活动率降低,但对精子浓度、畸形率和运动参数无显著影响。6、NEMP暴露导致精原细胞和睾丸间质细胞活力降低。7、NEMP暴露导致精原细胞和睾丸间质细胞发生凋亡。2、分子氢对雄性生殖系统NEMP暴露损伤的防护效应。1、分子氢减轻NEMP暴露导致的大鼠睾丸组织病理结构改变。2、分子氢减轻NEMP暴露导致的大鼠睾丸组织细胞凋亡。3、分子氢减轻NEMP暴露导致的大鼠睾丸组织细胞增殖活力降低。4、分子氢减轻NEMP暴露导致的大鼠血清睾酮浓度降低。5、分子氢减轻NEMP暴露导致的大鼠附睾尾精子活动率减低,但对精子存活率无显著影响。6、分子氢减轻NEMP暴露导致的精原细胞和睾丸间质细胞活力降低。7、分子氢减轻NEMP暴露导致的精原细胞和睾丸间质细胞凋亡。3、分子氢对雄性生殖系统NEMP暴露损伤的防护机制。1、分子氢降低NEMP暴露后细胞内ROS水平。2、分子氢减轻NEMP暴露导致的细胞线粒体膜电位降低。3、分子氢抑制NEMP暴露后细胞色素C的释放,抑制线粒体凋亡通路。4、分子氢提高NEMP暴露后大鼠睾丸组织GSH-PX和LDH活力,并加快SOD和MDA的恢复。5、分子氢单独处理导致大鼠睾丸组织106个基因表达上调,113个基因表达下调,16种代谢物水平降低,1种代谢物水平升高。6、NEMP暴露导致大鼠睾丸组织77个基因表达上调,128个基因表达下调,12种代谢物水平降低,3种代谢物水平升高。7、NEMP暴露后进行分子氢干预导致大鼠睾丸组织97个基因表达上调,102个基因表达下调,16种代谢物水平升高,2种代谢物水平降低。研究结论NEMP暴露会导致大鼠睾丸组织损伤、血清睾酮浓度降低和精子损伤,同时也会导致精原细胞和睾丸间质细胞损伤。分子氢能减轻NEMP暴露导致的大鼠睾丸组织损伤、血清睾酮浓度降低和精子活动率降低,同时也能减轻NEMP暴露导致的精原细胞和睾丸间质细胞损伤。分子氢发挥NEMP暴露损伤防护效应,与其减少ROS产生、保护线粒体膜电位和抑制线粒体凋亡通路有关,也与其增强抗氧化酶活性有关。利用转录组-代谢组学联合分析,发现分子氢发挥NEMP暴露损伤防护效应与影响代谢通路有关。