研究背景与目的:在多种因素的共同影响下,目前全球范围内的不孕不育发病率已高达10-15%。包括生育力下降的机制和防护新策略在内的生殖健康研究已经成为国家重点研发计划的重要支持方向。随着社会和经济的飞速发展,工作和生活节奏日益加快,慢性应激普遍存在于当代社会。慢性应激与生育力下降密切相关,可以造成精子发生异常以及卵母细胞质量下降,但是具体的发生机制尚有待进一步阐明。褪黑素是哺乳动物体内主要由松果体分泌的一种胺类物质,在多种组织损伤中具有保护作用。褪黑素是否可以缓解慢性应激造成的精子发生异常和卵母细胞质量下降及其机制尚未见报道。本研究旨在探讨慢性应激对睾丸细胞和卵母细胞的影响和可能的机制以及褪黑素在其中的作用。材料与方法:采用慢性束缚性应激小鼠模型,将雄性和雌性小鼠分别分为4组,即对照组（只注射溶剂）、褪黑素处理组（注射褪黑素）、应激组（注射溶剂并给予束缚性应激）和褪黑素处理的应激组（注射褪黑素并给予束缚性应激）。对于雄性小鼠,进行35天束缚性应激后,首先,采用ELISA方法检测小鼠血清的皮质酮和褪黑素以及对精子质量进行检测;然后,通过TUNEL、WB和ELISA等方法对睾丸细胞的凋亡、凋亡信号通路和氧化应激状态进行检测。最后,通过睾丸细胞体外培养、TUNEL和WB等方法,检测体外褪黑素和活性氧对睾丸细胞的作用和机制。对于雌性小鼠,进行28天束缚性应激后,首先,采用ELISA方法对小鼠的血清皮质酮水平进行检测;然后,通过细胞免疫荧光染色、qPCR、WB等方法对卵母细胞的纺锤体形态、染色体排布、mtDNA拷贝数、ATP含量、线粒体膜电位、线粒体分布、自噬水平以及关键信号蛋白PGC-1α、Atg5、LC3B和SIRT1进行检测,探索褪黑素和慢性应激对卵母细胞的作用和机制。结果:在雄性小鼠中,应激组小鼠的精子密度显著低于对照组,应激组TUNEL阳性的睾丸细胞比例明显增加,应激组小鼠睾丸细胞BAX/B cl-2、cleaved caspase-3、ROS水平和促氧化应激分子iNOS蛋白表达显著高于对照组、抗活性氧分子SOD、GSH显著下降;应激显著上调了睾丸细胞中p-IκBα的水平,增加了 p65的核转位,并且显著下调了睾丸细胞Nrf2和HO-1的蛋白水平;而褪黑素处理明显改善了应激对小鼠睾丸细胞造成的影响,体外实验也证实,褪黑素显著改善了 H2O2诱导的睾丸细胞TUNEL阳性细胞的比例、BAX/Bcl2、cleaved caspase 3、p-IκBα和细胞核p65水平的上调与Nrf2和HO-1的下调。在雌性小鼠中,应激组MⅡ卵母细胞出现纺锤体形态和染色体排布异常的比例明显升高;慢性应激造成MⅡ卵母细胞线粒体功能异常即ATP含量、mtDNA拷贝数和线粒体膜电位明显下降以及线粒体异常凝集;进而我们发现应激组卵母细胞线粒体合成关键蛋白PGC-1α和维持线粒体稳态的自噬水平、自噬相关蛋白Atg5和LC3B表达均显著降低,并且关键上游分子SIRT1明显下调;应激组卵母细胞ROS水平异常升高;而褪黑素处理后应激组小鼠卵母细胞中的上述检测指标均得到了恢复。结论:慢性应激可以通过活性氧诱导睾丸细胞凋亡及卵母细胞减数分裂和线粒体功能异常,其中,NF-κB和Nrf2/HO-1信号通路参与了慢性应激导致的睾丸细胞损伤,SIRT1、PGC-1α和自噬相关信号通路可能介导了慢性应激造成的卵母细胞线粒体功能异常进而造成其减数分裂的异常;褪黑素具有抗氧化应激的作用,能改善慢性应激诱导的睾丸细胞凋亡及卵母细胞减数分裂和线粒体功能异常。本研究表明,慢性应激可通过活性氧异常导致生育力下降的发生,而具有抗氧化应激作用的褪黑素具有一定的防护作用。