小剂量玉米赤霉烯酮对雄性小鼠生殖能力的影响及机制研究

发布时间：2019-07-23 05:12

【摘要】：目的:玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEA),是一种非甾体类霉菌毒素,它具有雌激素样作用。它广泛的存在于各种谷物及谷物制品中,在全球范围内数十个国家收集的谷物样本中均发现污染存在,而且因为其性质比较稳定,甚至可以在加热后的食物中仍有残存。ZEA能够干扰雌激素信号通路的正常运转,进而影响小鼠、猪、马等生物的生殖能力。此前研究表明,大剂量的玉米赤霉烯酮(高于无显著作用浓度,No-Observed Effect Level,NOEL)暴露能够降低雄性小鼠的精液品质,增加生精细胞的凋亡率,阻碍精子发生过程,损伤精子DNA完整性,并最终引起雌性受孕率的下降。对于玉米赤霉烯酮来讲,目前对其对雄性生殖能力作用的研究都是针对大剂量的毒性作用,且暴露方式选择均为非自然方式,针对模拟小剂量(低于无显著作用浓度,No-Observed Effect Level,NOEL)玉米赤霉烯酮在自然条件下暴露对雄性生殖能力影响的研究却未见报道。因此,为了研究既往认为安全的小剂量的ZEA在自然条件下的暴露对雄性小鼠生殖能力的影响,本研究评估了小剂量的ZEA暴露后小鼠精子发生、精液品质的变化趋势,以及相关的作用机制。方法:1、90只出生后21天的CD-1雄性小鼠,应用随机数字表法,以每组30只的方式随机分成3组,分别被定义为0μg/(kg·d)组、20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组。2、各组分别暴露于0μg/kg b.w.,20μg/kg b.w.和40μg/kg b.w.浓度的ZEA,在处理14天、28天、42天后观察相关指标的变化。3、应用计算机辅助精液质量分析明确精子运动能力的变化,以及精子密度,超激活率等指标的变化。4、应用吉姆萨染色后光镜下计数,分析各组之间精子畸形率的变化。5、测量各组小鼠睾丸的质量和体积。6、应用试剂盒处理后在荧光显微镜下观察,分析各组小鼠精子存活率的变化。7、应用免疫组化染色方法,对单位面积曲精小管内生精细胞进行计数并测量直径。8、应用免疫荧光染色方法,观察第一次减数分裂期间生精细胞中DNA双链损伤的发生率。结果:1、与0μg/(kg·d)组相比,20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组小鼠的精子活力、活动性精子、精子浓度、超激活率在处理14天、28天、42天后,均表现出与浓度相关的下降趋势,在处理42天后20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组的各项指标与0μg/(kg·d)组相比,差异存在统计学意义。2、与0μg/(kg·d)组相比,20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组的畸形精子率呈现与浓度相关的上升趋势,且差异存在统计学意义。3、与0μg/(kg·d)组相比,20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组的死亡精子率呈现与浓度相关的上升趋势,且差异存在统计学意义。4、20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组小鼠睾丸与0μg/(kg·d)组的相比,小鼠睾丸体积呈现与浓度相关的下降趋势,在处理42天后,下降存在统计学意义。5、20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组小鼠睾丸与0μg/(kg·d)组的相比,小鼠睾丸质量呈现与浓度相关的下降趋势,在处理42天后,下降存在统计学意义。6、在ZEA处理14天后,20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组小鼠单位面积的曲精小管内生精细胞计数与0μg/(kg·d)组相比,仅呈现出与浓度无关的不明显的下降趋势。但在处理28天后,20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组小鼠单位面积的曲精小管的各级生精细胞计数均表现出与浓度相关的下降趋势,差异存在统计学意义。7、在处理14天,28天,42天后,20μg/(kg·d)组和40μg/(kg·d)组与0μg/(kg·d)组相比,以γH2AX为标记的DNA双链断裂阳性的生精细胞占所有生精细胞的比例出现与浓度相关的上升趋势,且差异存在统计学意义。结论:1、既往认为安全的小剂量的玉米赤霉烯酮暴露能够降低雄性小鼠的精液品质。2、既往认为安全的小剂量的玉米赤霉烯酮暴露干扰精子发生。3、既往认为安全的小剂量的玉米赤霉烯酮暴露影响睾丸发育。4、既往认为安全的小剂量的玉米赤霉烯酮暴露导致DNA双链断裂。5、既往认为安全的小剂量的玉米赤霉烯酮暴露导致的DNA双链断裂可能是精子发生受阻的原因之一。
【图文】：

不同浓度ZEA处理小鼠在不同时间点的精子活力分析

结果影响精液品质和精子发生对精液品质的影响A 对精子活力的影响露对精子质量的影响，我们使用 Comput的精子活力。根据图 1 我们发现，在 ZEA小鼠精子活力与 0μg/（kg·d）组相比，呈现，该下降趋势没有统计学意义；在处理 28 0μg/（kg·d）组相比，呈现显著的下降（Pg·d）组与 0μg/（kg·d）组和 20μg/（kg·d）于 0.05）。

不同浓度ZEA处理小鼠在不同时间点的活动性精子比例分析

第三军医大学硕士学位论文量 ZEA 对活动性精子的影响，在活动性精子方面，20μg/（kg·d）组和 40μg/（kg·d）组相比，同样呈现浓度相关的下降趋势。其中，在处计学意义；在处理 28 天后，20μg/（kg·d）组和 40μg/（，呈现显著的下降（P 值均小于 0.05），，处理 42 天后，）组与 0μg/（kg·d）组相比，下降趋势存在统计学意义未发现显著关联。
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R114

【参考文献】