极低频电磁场暴露对雄性生殖毒性的体内外实验研究

发布时间：2018-04-05 01:37

本文选题：极低频电磁场　切入点：生殖毒性　出处：《第三军医大学》2015年博士论文

【摘要】：研究背景:现代社会,人们广泛暴露于由生产、传输和使用电能而产生的极低频电磁场(ELF-EMF),其对人体健康的潜在危害已引起科学界和公众的普遍担忧。由于雄性生殖器官对环境有害因素非常敏感,男性不育人群逐渐增加,因此ELF-EMF暴露对雄性生殖健康的影响成为了关注热点。然而,目前流行病学以及实验研究结果还不一致,ELF-EMF暴露是否诱导雄性生殖毒性还未定论。研究表明,雄性生殖细胞DNA损伤引起的遗传毒性可能是ELF-EMF暴露导致雄性生殖障碍的原因之一。精子发生是精子细胞从精原干细胞分化增殖为精子的过程,在雄性生殖中起重要作用,但目前ELF-EMF暴露对精子发生的研究甚少。研究内容:①细胞实验检测ELF-EMF暴露的遗传毒性:将小鼠精母细胞来源的细胞株GC-2细胞间歇(5分钟开10分钟关)暴露于极低频电磁场(50 Hz,1,2,3 mT)24小时,每组都有相对应的假暴露组。用CCK-8法检测ELF-EMF暴露对细胞活力的影响以及延迟效应;用碱性彗星实验检测DNA链断裂;用γH2AX免疫荧光法观察统计γH2AX焦点形成,检测DNA双链断裂;用FPG-修饰彗星实验检测氧化性DNA碱基损伤。为了保证实验程序正确无误,每个实验都设阳性对照和阴性对照,其中CCK-8法和彗星实验用H2O2作为阳性对照,γH2AX免疫荧光法用依托泊苷作为阳性对照,培养在普通培养箱中的细胞作为阴性对照。所有实验至少独立重复三次。②动物实验检测ELF-EMF暴露对精子发生的影响:将雄性成年SD大鼠(8周龄)全身暴露于极低频电磁场(50 Hz,500μT)4周和8周,每天暴露4小时,每周暴露7天,假暴露组大鼠置于同样暴露装置但开关关闭。暴露期间,每周监测一次大鼠体重。暴露结束后,称取睾丸、附睾重量;心脏取血离心收集血清检测血液睾酮水平;收集附睾尾精子,计数总精子和分析畸形精子百分比;用HE染色法观察睾丸组织形态学变化,分析生精小管直径和损伤生精小管所占百分比;用PAS-H染色法观察睾丸生精上皮各期变化,分析生精上皮14个期各期所占百分比;用染色质扩散方法,SCP3和γH2AX免疫荧光,分析精母细胞第一次减数分裂四期所占百分比;用TUNEL法检测生殖细胞凋亡情况;用比色法检测睾丸组织SOD、CAT活性和MDA含量,评估睾丸氧化应激水平。研究结果:①细胞实验发现,GC-2细胞暴露于较高强度的ELF-EMF 24小时后,与假暴露组相比,细胞活力没明显降低,碱性彗星实验发现细胞暴露于3 mT ELF-EMF显著增加DNA损伤四个参数(彗星尾部DNA%、尾长、尾距和Olive尾距)值,γH2AX焦点形成也显著增加,表明DNA链断裂,但任何强度ELF-EMF暴露都不能引起氧化性DNA碱基损伤。②动物实验发现,雄性SD大鼠暴露于职业限值水平的ELF-EMF 4周和8周后,与假暴露组相比,大鼠体重增加、睾丸和附睾绝对重量以及相对重量均无明显增加;尽管精子数目和畸形精子率有所增加,睾酮水平先升后降,但无统计学差异;睾丸形态基本正常,生精小管直径和损伤小管百分比没有显著变化;精母细胞第一次减数分裂四期(细线期、偶线期、粗线期和双线期)以及生精上皮14个分期各期所占百分比没有明显变化;睾丸SOD、CAT活性和MDA含量也无显著变化。总之,ELF-EMF暴露不影响精子发生,未引起雄性大鼠生殖毒性。研究结论:本研究以雄性生殖细胞DNA损伤和精子发生过程为切入点,分别从体外细胞和整体动物两个水平探讨了ELF-EMF暴露的雄性生殖毒性效应。体外实验发现3 mT ELF-EMF急性暴露在不引起DNA碱基损伤的情况下导致DNA链断裂,但不影响细胞行为,提示ELF-EMF暴露可能引起一定的生殖毒性。在体动物暴露于职业限值水平(500μT)ELF-EMF 4周和8周,大鼠精子质量、精子发生过程未发生显著改变,未能检测到生殖细胞凋亡和睾丸组织氧化应激反应,表明在该暴露条件下低强度ELF-EMF无明显的生殖毒性。以上研究结果为深入认识ELF-EMF的雄性生殖效应提供了新的实验数据。
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【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R114

【参考文献】