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活性氧诱发的遗传毒性应激介导砷所致雄性生殖细胞增殖抑制和精子质量下降

阅读次数:246 作者: 张医浩 发布时间:2021-02-07
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活性氧诱发的遗传毒性应激介导砷所致雄性生殖细胞增殖抑制和精子质量下降

 

      砷是一种有毒类金属,普遍存在于污染的大气、土壤和自然水环境中,人体可以通过多种方式接触砷,饮水砷暴露是其中最普遍的砷暴露方式。近年来的多项研究发现,砷是一种生殖毒物,慢性饮水砷暴露会引起成年男性及雄性动物精子质量下降。然而,砷引起精子质量下降的潜在机制尚不清楚。本研究重点关注砷暴露对雄性小鼠精子质量的影响,并探讨遗传毒性应激在砷所致雄性生殖细胞增殖抑制和精子质量下降中的作用和机制。

      本研究包括体内实验和体外实验,体内实验中雄鼠被给予饮水砷暴露70天,结果显示砷暴露小鼠生精小管发育延缓、精子数量减少;Ki67、PCNA等增殖标志物蛋白表达降低;CDK1、CyclinB1等G2/M期检测点蛋白表达降低;HO-1、p-ATR等细胞应激蛋白表达升高;γH2AX的免疫染色显示,砷组小鼠睾丸出现了明显的DNA损伤;NAC干预保护砷所致DNA损伤、增殖抑制和精子数量减少。体外实验选用小鼠精原细胞系(GC-1细胞),RTCA和Ki67免疫染色显示砷抑制GC-1细胞增殖;流式细胞术显示砷诱导GC-1细胞G2/M期阻滞,免疫印迹结果显示CDK1和CyclinB1表达降低;彗星实验和γH2AX的免疫染色显示砷引起GC-1细胞DNA损伤,免疫印迹结果显示p-ATR及其下游靶基因p-p53和p21表达均升高;此外,砷组细胞活性氧生成增加,HO-1表达升高。NAC干预减轻砷所致遗传毒性应激和细胞周期阻滞。

      以上结果表明,活性氧诱发的遗传毒性应激介导砷所致雄性生殖细胞增殖抑制和精子质量下降。这些结果为通过补充抗氧化剂预防砷诱导的雄性生殖毒性提供了理论依据。本研究的总结图如下:

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已发表论文:Zhang XY, Wang B, Xu S, et al. Reactive oxygen species-evoked genotoxic stress mediates arsenic-induced suppression of male germ cell proliferation and decline in sperm quality. J Hazard Mater, 2021, 406:124768.

  

撰写人:张潇逸

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