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目的:生殖健康是近些年讨论的热点,男性精液的质和量呈逐渐下降趋势,其影响因素是多方面的,环境污染是重要影响因素。在中国,由于生产工艺和技术的落后,以及管理不善,环保观念的薄弱,使得近些年的重金属污染情况日趋严重。锰作为重金属的一种,既是人体所需的微量元素之一,又是职业危害因素之一。锰参与人体的多种功能活动,微量的锰被机体吸收后,可进入睾丸组织参与精子的生成。锰缺乏时会出现性欲低下和不育,表现为生殖功能抑制,精子成熟受阻等;但过量的锰也会对雄性生殖系统产生影响,现有的研究表明,过量的摄入锰会对雄性生殖系统造成损伤,使睾丸萎缩、精子数量减少、畸形精子数增加等。
该实验研究中,以原代培养大鼠睾丸支持细胞(SC)为模型,以氯化锰(MnCl2)为染毒物,用实时荧光定量PCR(real time Q—PCR)和Westernblot方法检测MnCl2对支持细胞雄激素结合蛋白(ABP)、转铁蛋白(Tf)和抑制素B(INH B)的mRNA转录水平和蛋白表达量的影响,探讨MnCl2对雄性生殖功能影响的作用机制,为进一步研究Mn对雄性生殖系统的毒性提供理论支持。
方法:
1.支持细胞体外培养:选取18~20d的清洁级雄性Sprague Dawley大鼠,分离提取Sertoli细胞。
2.Cell Counting Kit—8(CCK—8)法检测细胞生长状态:将Sertoli细胞以细胞浓度为2.0×104个/ml接种于96孔培养板,每板接种6个复孔,在450 nm测吸光度,绘制细胞生长曲线。
3.MTT法确定染毒浓度:以1.0×10—2mol/L、1.0×10—3 mol/L、1.0×10—4 mol/L、1.0×10—5 mol/L、1.0×10—6 mol/L、1.0×10—7 mol/L、1.0×10—8mol/L、1.0×10—9mol/L的MnCl2工作液染毒Sertoli细胞,培养24h,用酶标仪在492nm测量吸光度,确定染毒浓度。
4.荧光实时定量PCR法检测ABP、Tf和INH B mRNA的表达量:以50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L的MnCl2工作液染毒Sertoli细胞,染毒24h,提取Sertoli细胞的总RNA进行逆转录后,检测ABP、Tf和INH B mRNA的转录水平。
5.Western blot法检测ABP、Tf和INH B的蛋白表达量:以50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L的MnCl2工作液染毒Sertoli细胞,提取Sertoli细胞的蛋白,用Westernblot法检测ABP、Tf和INHB的蛋白相对表达量。
结果:
1.细胞培养结果:通过两步酶法,提取的SD大鼠支持细胞存活率达到95%以上,培养48 h后细胞基本完全铺开,生长良好,经胰酶纯化后Sertoli细胞纯度达90%以上。
2.CCK—8法测定结果:培养4~8 d的细胞数量相对比较稳定,代谢旺盛,选择培养至第5d的细胞进行研究。
3.MTT法测定结果:检测各染毒组处理24 h后的Sertoli细胞OD值,经计算,IC50=200μmol/L,选择1/4 IC50、1/2 IC50和IC50,即50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L为染毒浓度。
4.荧光实时定量PCR结果:各浓度组Sertoli细胞ABP、Tf和INH B mRNA均能持续表达,三者的mRNA转录水平在各染毒组均降低,与对照组相比,差异均有统计学意义。
5.Western blot结果:ABP蛋白相对表达量在各染毒组均降低,与对照组比较差异有统计学意义;Tf的蛋白相对表达量在100μmol/L和200μmol/L两个浓度组与对照组比较差异有统计学意义;INH B的蛋白相对表达量在200μmol/L浓度组与对照组比较差异有统计学意义。
结论:氯化锰在该染毒剂量下可降低Sertoli细胞ABP、Tf和INH B mRNA转录及蛋白的表达水平,提示氯化锰可能通过抑制ABP、Tf和INH B基因表达而损伤支持细胞功能。