锰是一种工业中广泛应用的金属,它在体内过量蓄积可导致毒性反应,影响机体正常生理功能。近年来随着生殖毒理、生殖生化等领域研究的发展,锰对生殖系统的损害已越来越受到人们的重视。目前,国内外对锰生殖毒性的研究主要集中于哺乳动物,而对禽类几乎没有研究。本试验以鸡支持-生精细胞为研究对象,在培养体系中分别加入终浓度0、2、3、4 mmol·L-1氯化锰(MnCl2),作用24 h,通过对鸡支持-生精细胞活性、细胞凋亡、DNA损伤、线粒体膜电位、细胞色素C蛋白表达量及细胞内Bak、Bcl-x和Caspase-3 mRNA表达水平等方面的检测,探讨锰诱导鸡支持-生精细胞凋亡的机理。研究结果表明:1应用台盼蓝染色,WST-1比色法,二硝基苯肼比色法检测MnCl2对鸡支持-生精细胞活性的影响,结果显示MnCl2能够抑制鸡支持-生精细胞活性,破坏支持细胞贴壁性能和生精细胞对支持细胞的依附性,表明MnCl2对鸡支持-生精细胞具有毒性作用;2倒置显微镜下观察鸡支持-生精细胞生长情况,AO/EB双荧光染色、透射电镜观察不同浓度MnCl2作用下支持-生精细胞凋亡的形态学变化,结果表明MnCl2能诱导支持-生精细胞凋亡,且凋亡率呈剂量-效应关系;应用DNA Ladder、TUNEL法检测MnCl2对鸡支持-生精细胞DNA的损伤作用,结果证实MnCl2可以造成鸡支持-生精细胞DNA损伤,且呈剂量-效应关系。提示MnCl2致DNA损伤是其诱导鸡支持-生精细胞凋亡的机制之一;3应用JC-1荧光探针法检测线粒体膜电位,western bolt检测细胞色素C蛋白表达量,试剂盒检测Caspase -3,9和线粒体呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的活性,实时定量PCR法检测Bak、Bcl-x和Caspase-3 mRNA表达水平。结果显示MnCl2能导致支持-生精细胞线粒体膜电位降低,胞浆内细胞色素C表达量增加,Caspase -3,9活性升高,呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ降低,Bak mRNA表达量增加,Bcl-x和Caspase-3 mRNA表达量减少,提示锰可以造成线粒体机能障碍,引起细胞凋亡。综上所述,MnCl2可以通过破坏线粒体功能,调控Bak、Bcl-x mRNA表达量,释放细胞色素C进入胞浆,激活Caspase级联反应,影响线粒体能量代谢,造成鸡支持-生精细胞凋亡,表明线粒体-细胞色素C途径介导的凋亡是锰对鸡生殖毒性作用的主要机制之一。