双酚A和唾液酸对人精子功能的影响研究

发布时间：2017-08-30 18:42

  本文关键词：双酚A和唾液酸对人精子功能的影响研究

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【摘要】：环境中多种因子可以导致不孕不育等生殖健康问题,越来越多的研究表明,男性长期暴露在环境中有害物质下会导致精液质量下降,损害男性生育力。本文的研究目的是评估环境因子(双酚A和唾液酸)对精子的影响,进一步探索典型环境因子影响生殖的机理,以期为生殖疾病的临床研究提供依据。双酚A(Bisphenol A,BPA)是一种塑料单体和可塑剂,工业上用来生产塑料和环氧树脂,是全世界最大体积的化工品之一。BPA是一种典型的内分泌干扰物(Endocrine disrupting chemical,EDC),具有雌激素样作用,而已有研究表明,BPA损害雄性哺乳动物的生育力。我们的前期工作发现,低浓度BPA(10-3 nM)的体外暴露显著抑制小鼠精子运动和顶体反应。目前,关于BPA对雄性生育力的研究主要集中于动物模型,且BPA的使用浓度较高。反之,BPA对人精子直接作用的研究甚少。健康男性血液、尿液和精液中,BPA的浓度分别为~2.0 ng/ml(~8.8nM)、~3.25 ng/ml(~14.3 nM)和~0.07 ng/mL(~0.31 nM)。然而,这些生理可检测浓度的BPA对人精子的影响尚不清楚。本文首次研究生理可检测浓度的BPA对人精子的直接作用,以期探索不孕不育的新机制。实验目的:本文旨在探讨生理可检测浓度的BPA(0,10-3,10-2,10-1,10,103 nM)的体外暴露对人精子功能的影响,并探索其可能的分子机制。实验方法:(1)伊红-苯胺黑检测人精子的存活率;(2)CASA检测人精子运动参数;(3)精子穿透甲基纤维素评价人精子超活化运动;(4)CTC染色评价人精子获能;(5)酶标仪检测人精子胞内钙浓度变化;(6)western blotting定性分析人精子获能相关的蛋白酪氨酸磷酸化变化。结果:低浓度BPA降低人精子存活率、总活力和前向运动,抑制人精子超活化运动和获能,并降低人精子获能相关的酪氨酸磷酸化水平,但不影响人精子胞内钙浓度。结论:BPA通过抑制人精子获能相关的酪氨酸磷酸化而影响精子功能。由于生理可检测浓度的BPA可以抑制人精子功能,提示环境中BPA污染是造成男性生育障碍的一个重要因素。唾液酸(Sialic acids,Sias)是一类酸性九碳单糖家族的总称,其最普遍的两种形式为N-乙酰神经氨酸(N-acetylneuraminic acid,Neu5Ac)和N-羟乙酰神经氨酸(N-glycolyneuraminic acid,Neu5Gc)。但是,人类缺失CMAH基因导致无法表达Neu5Gc。唾液酸是精子和卵子透明带表面主要的糖类,也是糖蛋白和糖脂的主要组分,提示其在哺乳动物受精过程中具有重要作用。唾液酸能通过精子免疫保护、附睾精子成熟和精卵结合等方面调节精子功能,但是唾液酸对人精子的直接作用尚未见报道。唾液酸既是一种环境因子,也是人体中重要的生理因子,与人类健康密切相关。一方面,外源的唾液酸可以从食物中摄取,一部分被人体吸收并通过尿液排出体外,另一部分被纳入新合成的内源性糖蛋白,从而导致机体产生抗体,影响生殖功能。另一方面,获能过程中,精子表面结合唾液酸可以被唾液酸酶水解为游离的唾液酸。然而,这些唾液酸仅仅是一种代谢产物,还是影响精子功能仍有待探索。之前有关唾液酸影响生殖的研究主要针对于动物模型,本文首次研究唾液酸对人精子的直接作用,可以更直观的反映唾液酸对人精子功能的影响,表明唾液酸作为环境因子对影响人精子功能,间接反映唾液酸作为生理因子具有重要的生理作用。实验目的:本文旨在探讨Neu5Ac(0,0.1,1,10μM)和Neu5Gc(0,0.1,1,10μM)的体外暴露对人精子功能的影响,并探索其可能的分子机制。实验方法:(1)CASA检测人精子运动参数;(2)精子穿透甲基纤维素评价人精子超活化运动;(3)CTC染色评价人精子顶体反应;(4)酶标仪检测人精子胞内钙浓度变化;(5)Western blotting定性分析人精子获能相关的蛋白酪氨酸磷酸化水平。结果:内源性的唾液酸(Neu5Ac)和外源型的唾液酸(Neu5Gc)对人精子的作用基本一致。Neu5Ac和Neu5Gc降低人精子总活力和前向运动,抑制人精子超活化运动和获能,减少人精子胞内钙浓度,降低人精子获能相关的酪氨酸磷酸化水平。结论:Neu5Ac和Neu5Gc通过降低精子胞内钙浓度和抑制精子获能相关的酪氨酸磷酸化而影响人精子功能。这些结果提示,生理条件下内源性Neu5Ac参与调控精子顶体反应的发生时间,而存在于雌性体内的外源性Neu5Gc则对生殖有不利影响。
【关键词】：双酚A 唾液酸 精子获能 顶体反应 酪氨酸磷酸化
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R698.2
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 引言10-20
• 1.1 揭示精子功能调控机制对男性不育研究意义重大10-12
• 1.1.1 获能和顶体反应是精子重要的生理功能10-12
• 1.2 环境因子影响男性生育力12-19
• 1.2.1 常见环境因子——双酚A13-15
• 1.2.1.1 双酚A概述13-14
• 1.2.1.2 双酚A在雄（男）性生殖系统中的作用14-15
• 1.2.2 常见环境因子——唾液酸15-19
• 1.2.2.1 唾液酸概述15-16
• 1.2.2.2 唾液酸在雄(男)性生殖系统中的作用16-19
• 1.3 研究目的19-20
• 第2章 材料与方法20-27
• 2.1 材料20-23
• 2.1.1 主要试剂20-22
• 2.1.2 主要仪器22-23
• 2.2 实验方法23-26
• 2.2.1 人精液标本的收集23
• 2.2.2 主要实验方法23-26
• 2.3 统计分析26-27
• 第3章 结果27-44
• 3.1 BPA对人精子的作用27-36
• 3.1.1 BPA降低人精子存活率、总活力和前向运动27-29
• 3.1.2 BPA抑制人精子的超活化运动29-30
• 3.1.3 BPA抑制人精子获能30-31
• 3.1.4 BPA不影响人精子[Ca~(2+)]_i和P4-诱导的[Ca~(2+)]_i31-32
• 3.1.5 BPA抑制人精子总蛋白酪氨酸磷酸化32-33
• 3.1.6 讨论33-36
• 3.2 唾液酸对人精子的作用36-44
• 3.2.1 唾液酸降低人精子总活力和前向运动36-37
• 3.2.2 唾液酸抑制人精子超活化运动37-38
• 3.2.3 唾液酸抑制人精子自发的AR和P4-诱导的AR38-39
• 3.2.4 唾液酸降低人精子[Ca~(2+)]_i39-40
• 3.2.5 唾液酸抑制人精子总蛋白酪氨酸磷酸化40-41
• 3.2.6 讨论41-44
• 第4章 结论与展望44-45
• 4.1 结论44
• 4.2 进一步工作的方向44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-53
• 附录53-55
• 攻读学位期间的研究成果55

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