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目的:全氟辛酸(Perfluorooctanic acid,PFOA)是一种人工合成的有机氟化物,其对生态环境和人类健康的影响已引起人们的广泛关注。PFOA在环境中极难降解,可通过多种介质进入生物机体蓄积,并通过食物链富集放大,造成机体多种组织和器官的损伤。已有研究表明,PFOA暴露和心血管疾病、慢性肾病、甲状腺疾病以及肝损伤等密切相关。近年来,研究发现PFOA对男性生殖功能具有负面影响,然而其生殖毒性作用机制尚不明确。本课题在器官和分子水平观察PFOA暴露对雄性小鼠生殖系统的毒性损伤作用,并探讨PFOA对睾丸氧化应激和细胞凋亡的影响,重点是PFOA生殖毒性机制与细胞转录因子(nuclear factor E2-related factor2,NRF2)的相关性,旨在揭示PFOA引起男性生殖损伤的分子机制,为防治全氟化合物(Perfluorinated Compounds,PFCs)引起的精子发生异常和男性不育提供新的靶点。方法:8周龄雄性昆明小鼠适应性饲养一周后灌胃染毒,给予不同剂量的PFOA(0、2.5、5、10 mg/kg/d),连续染毒两周后收集双侧睾丸和附睾,右侧睾丸和附睾置于Bouin氏液固定,左侧附睾用于精子计数,左侧睾丸迅速置于液氮中冷冻保存,用于后续生化分子实验;HE染色观察睾丸和附睾组织的病理学改变;比色法检测睾丸超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性以及过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成;Real-Time PCR和Western Blot方法检测NRF2在睾丸组织的表达;TUNEL染色法观察细胞凋亡;Western Blot方法检测凋亡相关基因p-p53、BAX和BCL-2等的表达。结果:(1)PFOA对小鼠睾丸重量的影响:与对照组相比,PFOA连续染毒14天后,最高剂量组(10 mg/kg/d)小鼠睾丸重量显著减轻(p<0.05),然而睾丸与体重比的睾丸相对重量无明显变化(p>0.05)。中、低剂量PFOA处理对小鼠睾丸重量无显著影响(p>0.05)。(2)PFOA对小鼠睾丸组织结构的影响:HE染色表明PFOA连续染毒14天导致小鼠睾丸曲细精管闭锁,生精上皮排列紊乱,甚至出现生殖细胞脱落,其中最高剂量组的组织病理损伤最为显著。(3)PFOA对小鼠附睾精子数量的影响:附睾精子计数表明PFOA连续染毒14天显著减少了精子生成,并具有剂量依赖性(p<0.05)。同时,附睾HE染色也表明PFOA处理显著降低了附睾精子密度。(4)PFOA对小鼠睾丸氧化应激的影响:与对照组相比,PFOA处理(5,10 mg/kg/d)显著增加了小鼠睾丸组织H2O2和MDA的生成(p<0.05)。此外,PFOA处理(2.5-10 mg/kg/d)也显著降低了小鼠睾丸组织抗氧化酶SOD和CAT的活性(p<0.05)。(5)PFOA对小鼠睾丸组织NRF2表达的影响:与对照组相比,PFOA连续染毒14天后,小鼠睾丸组织NRF2 mRNA和蛋白表达明显下调,并呈现剂量依赖性(p<0.05)。(6)PFOA对小鼠睾丸细胞凋亡的影响:与对照组相比,PFOA连续染毒14天可显著上调小鼠睾丸组织p-p53及BAX的表达,并显著下调了BCL-2的表达(p<0.05)。此外,TUNEL染色表明PFOA处理组阳性凋亡细胞率明显高于对照组(p<0.05)。结论:PFOA连续染毒14天能够导致小鼠睾丸组织病理损伤,降低NRF2的表达及其靶蛋白SOD和CAT的活性,增加H2O2和MDA的生成,上调p-p53及BAX的表达,并下调BCL-2的表达。以上结果说明PFOA能够通过诱导氧化应激和细胞凋亡导致小鼠睾丸损伤并减少精子生成,其生殖毒性机制可能与NRF2的表达抑制有关。