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[目的]观察不同剂量砷对大鼠生精小管、每日精子生成量(DailySpermProduction,DSP)、生精细胞凋亡、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶(TelomeraeReverseTranscriptase,TERT)mRNA表达的影响,探讨砷的雄性生殖毒性与生精细胞端粒酶活性及TERTmRNA的关系,以期从分子水平阐述砷致生精细胞损害的调节机制以及途径,为进一步阐明砷的生殖毒理和地方性砷中毒有效的预防、控制、治疗及临床砷剂应用的男性生殖健康监护提供理论基础。
[方法]以灌胃方式分别给予大鼠双蒸水、0.375mg/kgAs2O3、0.75mg/kgAs2O3、1.5mg/kgAs2O316周,取双侧睾丸作以下检测:1.常规H-E染色观察生精小管以及生精细胞的病理学改变;2.检测DSP;3.甲基绿—派诺宁染色法和TUNEL检测生精细胞凋亡;4.免疫组织化学法和核酸原位杂交法检测生精细胞端粒酶活性和TERTmRNA的表达。
[结果]1.低剂量组睾丸组织形态与对照组比较变化不明显;中、高剂量组表现为睾丸间质间隙增宽,生精小管变形、萎缩,各级生精细胞排列疏松,生精细胞层数减少,精原细胞和精母细胞有核深染、固缩,胞质出现空泡样变性等改变,小管内精子数量明显减少;2.低剂量组DSP与对照组比较无显著性差异;中、高剂量组DSP明显降低(P<0.05);3.各组均有生精细胞凋亡,对照组和低剂量组以精原细胞为主,二者生精细胞凋亡指数(ApoptosisIndex,AI)比较无显著性差异;中、高剂量组以精原细胞和精母细胞为主,两组生精细胞AI值均明显升高(P<0.01);4.各组生精细胞内均可检测到端粒酶活性;低剂量组生精细胞端粒酶活性与对照组比较无显著性差异,中、高剂量组生精细胞端粒酶活性明显降低(P<0.01);5.各组生精细胞内均有TERTmRNA表达,其表达与端粒酶活性表达分布一致;低剂量组生精细胞TERTmRNA与对照组比较无显著性差异,中、高剂量组TERTmRNA表达明显降低(P<0.01);6.生精细胞凋亡与DSP端粒酶活性及TERTmRNA表达间呈负相关,相关系数分别为r=-0.553、r=-0.896、r=-0.882(P<0.01);7.生精细胞TERTmRNA表达与端粒酶活性间呈正相关(r=0.832,P<0.01)。
[结论]1.慢性接触As2O3可导致大鼠睾丸组织明显病理性损害和每日精子生成量下降,且损害程度呈剂量依赖性;2.慢性接触As2O3可诱导大鼠生精细胞凋亡增加,二者存在剂量-效应关系,生精细胞凋亡增加可能是导致大鼠精子数量减少的原因之一;3.As2O3的男(雄)性生殖细胞毒性机制之一可能是通过下调生精细胞TERTmRNA的表达,使端粒酶活性受到抑制,从而诱发生精细胞凋亡增加,导致精子数量下降。