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背景:氟氯氰菊酯(Cyfluthrin,Cy)作为低毒高效类农药被广泛的应用于卫生害虫防治领域。有研究表明氟氯氰菊酯是引起睾丸损伤的主要因素之一。睾丸损伤可以导致不育,而不育症近几年已经成为全球性的医学和社会问题。大量研究表明,氧化应激、细胞炎症与细胞自噬反应在睾丸损伤的发生发展过程中起着重要的作用。有研究发现,在睾丸损伤发生过程中,睾丸内氧化应激水平升高,炎症反应增加,细胞保护性自噬,AMPK/mTOR/P70S6K自噬通路被激活。同时STING基因与睾丸损伤的发生关系密切。本研究拟通过建立氟氯氰菊酯染毒动物和细胞模型,针对STING参与调控自噬的模式出发,以炎症反应为线索,阐明STING参与调控氟氯氰菊酯致睾丸损伤的作用机制,为农药的防控和救治奠定理论基础。因此寻找氟氯氰菊酯诱导睾丸损伤过程中STING基因发挥的作用,将为后续氟氯氰菊酯诱导的睾丸损伤的研究提供新的思路。研究目的:探究氟氯氰菊酯对睾丸损伤的影响,探索STING基因在氟氯氰菊酯诱导睾丸损伤中的作用及其机制,为农药的防控和救治奠定理论基础。研究方法:1.建立氟氯氰菊酯染毒动物睾丸损伤模型和GC-2细胞损伤模型1.1氟氯氰菊酯染毒后大鼠睾丸损伤变化40只SPF级雄性Wistar大鼠随机分为4组,即溶剂对照组、低剂量染毒组、中等剂量染毒组、高剂量染毒组,每组10只。通过HE染色观察大鼠睾丸组织形态变化;透射电镜观察睾丸细胞超微结构变化;采用试剂盒测定睾丸组织匀浆中乳酸脱氢酶(LDH)含量的变化。1.2氟氯氰菊酯染毒后GC-2细胞损伤变化用CCK8法确定染毒浓度;通过光镜观察氟氯氰菊酯染毒细胞的形态变化;采用LDH试剂盒评价氟氯氰菊酯染毒细胞后LDH的变化;划痕实验检测氟氯氰菊酯染毒细胞后的迁移能力。1.3氟氯氰菊酯诱导睾丸损伤过程中氧化应激水平变化利用活性氧试剂盒观察氟氯氰菊酯染毒GC-2细胞后ROS的表达水平;采用SOD和MDA试剂盒检测SOD及MDA表达水平分别在氟氯氰菊酯染毒动物和细胞模型中的变化。1.4氟氯氰菊酯诱导睾丸损伤过程中细胞炎症、自噬与自噬通路变化采用Western blot和qPCR检测炎症相关因子STING、IL-6及TNF-α,自噬相关因子 p62 及 LC3,自噬通路相关因子 AMPK、p-AMPK、mTOR、p-mTOR、P70S6K 及p-P70S6K在氟氯氰菊酯染毒动物和细胞模型中mRNA和蛋白表达水平变化。2.STING基因在氟氯氰菊酯诱导睾丸损伤中的作用及机制通过慢病毒转染构建干扰STING基因的GC-2细胞睾丸损伤模型。通过WB和qPCR检测STING低表达模型中炎症相关因子IL-6、TNF-α,自噬相关因子p62、LC3和自噬通路相关因子 AMPK、p-AMPK、mTOR、p-mTOR、P70S6K 及 p-P70S6K 在 mRNA 和蛋白表达水平变化,明确STING基因在氟氯氰菊酯诱导睾丸损伤中作用的分子机制。研究结果:1.HE染色结果显示:与对照组相比,随着染毒剂量的增加,睾丸组织生精小管结构破坏越严重,生精小管管腔内精子有不同程度的减少;透射电镜结果显示:与对照组相比,染毒组氟氯氰菊酯(Cy)剂量越高精子细胞内线粒体肿胀越严重;与对照组相比,中、高剂量染毒组LDH含量增加,差异具有显著性(P<0.05)。这表明氟氯氰菊酯能够诱导大鼠睾丸组织损伤。2.光镜结果显示:与对照组相比,随着氟氯氰菊酯剂量的增加,GC-2细胞损伤逐渐加重并且细胞活性逐渐降低;GC-2细胞中LDH含量随着氟氯氰菊酯染毒剂量的增加逐渐增加,差异具有显著性(P<0.05);GC-2细胞的迁移能力随着氟氯氰菊酯染毒剂量的增加明显受到抑制,差异具有显著性(P<0.05)。所以氟氯氰菊酯能够诱导GC-2细胞发生损伤。3.与对照组相比,低、中、高剂量染毒组MDA含量逐渐升高,差异具有显著性(P<0.05);中、高剂量染毒组中SOD活力逐渐降低,差异具有显著性(P<0.05)。GC-2细胞中ROS含量在中、高剂量染毒组增加,差异具有显著性(P<0.05),MDA含量随着氟氯氰菊酯染毒剂量的增加逐渐增加,差异具有显著性(P<0.05);同时,GC-2细胞中SOD含量随着氟氯氰菊酯染毒剂量的增加逐渐降低,差异具有显著性(P<0.05)。以上结果表明氟氯氰菊酯能够诱导睾丸发生氧化损伤。4.氟氯氰菊酯染毒后,睾丸内S ITNG及炎症相关因子IL-6和TNF-α的表达上调,炎症水平增加;自噬相关因子LC3表达上调,p62表达下降,睾丸内自噬水平升高;自噬通路相关因子AMPK表达下降,mTOR及P70S6K的表达上调,磷酸化水平与之相反。STING基因可能调控AMPK介导的自噬信号通路。5.在S TING基因低表达细胞模型中,炎症相关因子IL-6和TNF-α的表达下降,炎症水平降低;自噬相关因子LC3表达下降,p62表达上升,睾丸内自噬水平降低;自噬通路相关因子AMPK表达上升,mTOR及P70S6K的表达下降,磷酸化水平与之相反。STING基因低表达促进了 AMPK介导的自噬信号通路。结论:氟氯氰菊酯具有一定的生殖毒性,长期接触可以诱导睾丸细胞损伤。而STING基因可通过AMPK/mTOR/P70S6K自噬通路参与氟氯氰菊酯诱导的睾丸损伤。