束縛應激對雄鼠生殖功能的影響及其機制和抗應激研究

1、束縛應激對雄鼠生殖功能的影響及其機制和抗應激研究 在畜牧生產中 , 抓捕、采血、運輸、斷奶、分群、注射等操作程序均會引起 家畜應激反應 , 在一定程度上影響生長和生產。本試驗以家畜生產中常見抓捕或 者限制活動過程中存在的束縛應激小鼠模型為研究對象 , 研究其對雄鼠生殖活動 的影響, 分析應激開始時期與雄鼠產生應激反應的關系 , 并從睪丸組織形態(tài)病理 學、生殖細胞凋亡、睪酮合成、精子發(fā)生、氧化應激、內質網(wǎng)應激通路相關蛋白 和線粒體凋亡信號通路等方面 , 闡明應激導致小鼠睪丸生殖細胞凋亡和生精功能 障礙的機理。 此外,還研究了 4-苯基丁酸(PBA),Ghrelin(GHRL)和B -隱黃質(CR

2、Y)三種化 學物質的抗應激效果及其作用機制。研究內容和結果如下 :1 束縛應激對初情期 雄性小鼠生殖能力的影響目的 : 研究束縛應激對初情期雄性小鼠生殖功能的影響。 結果: 與對照組相比 , 應激組和恢復組的初情期小鼠體重、 睪丸、附睪和精囊 重量顯著降低 , 精子畸形率顯著升高 , 而睪丸、附睪和精囊相對重量均顯著升高。 應激顯著降低血清中睪酮水平 , 而經(jīng)過 24h 恢復后繼續(xù)降低。 應激顯著提高生殖細胞凋亡率 , 恢復 24h 后并沒有得到緩解。應激組和恢復 組睪丸StAR基因和睪酮合成相關基因3 B -HSD和P450scc的mRN表達水平較對 照組相比顯著降低。 結論: 應激對初情期

3、小鼠精子發(fā)生和睪酮合成產生明顯的損傷作用, 并且恢 復 24h 并沒有緩解這種損害作用 ; 應激對初情期小鼠精子發(fā)生和睪酮合成的損害 作用可能與睪丸StAR和睪酮合成酶基因表達降低以及生殖細胞凋亡有關。2應 激對成年雄性小鼠生殖能力的影響及其分子機制目的 : 研究成年雄性小鼠經(jīng)受束 縛應激對睪丸功能和精子發(fā)生的影響 結果:與對照組相比 , 應激組和恢復組小鼠體重、睪丸和附睪重量顯著降低 精子畸形率顯著升高 , 而睪丸、附睪和精囊相對重量均顯著升高。應激使小鼠睪 丸發(fā)生明顯病變，恢復24h后并沒有得到緩解。 應激組和恢復組小鼠睪酮合成酶相關基因StAR、3 B -HSD和P450scc的mRNA

4、 表達水平較對照組相比顯著下降。應激顯著降低血清中睪酮水平 , 但恢復 24h 后 顯著高于應激組。 應激組和恢復組睪丸生殖細胞內質網(wǎng)擴張 , 斷裂呈現(xiàn)多數(shù)小空泡狀 , 無規(guī)則 排列于胞質 , 表明細胞發(fā)生了明顯的內質網(wǎng)應激。線粒體超微結構發(fā)生顯著的變 化, 應激組和恢復組小鼠生殖細胞的線粒體基質密度下降, 嵴呈現(xiàn)不規(guī)則分布 , 多 數(shù)線粒體出現(xiàn)殘缺。 應激顯著上調線粒體中 bax 蛋白表達 , 下調 cytc 和 bcl-2 蛋白表水平 , 相反 , 應激顯著上調胞質中 cytc 和 bax 蛋白表達水平。束縛應激顯著上調 ers 相關應 激蛋白 xbp-1,p-jnk,chop,grp78

5、 和 atf6 的蛋白表達水平 , 而恢復 24h 后繼續(xù)上 調并顯著高于應激組。 結論:應激對成年小鼠精子發(fā)生和睪酮合成有明顯的損害作用 ,并且恢復 24h 并沒有緩解這種損害作用 ; 應激對成年期小鼠精子發(fā)生和睪酮合成的損害作 用可能與睪丸 star 和睪酮合成酶表達降低以及生殖細胞凋亡有關 ; 應激誘導細 胞色素 c 釋放, 激活胞質中 caspase3 凋亡信號通路 ; 束縛應激誘導睪丸生殖細胞 的凋亡可能是通過ers信號通路。3化學分子伴侶pba緩解束縛應激誘導的小鼠 睪丸ers和生殖細胞凋亡目的：闡明ers介導的應激小鼠睪丸生殖細胞凋亡作用。 結果:pba能夠抑制內質網(wǎng)標記grp7

6、8和chop蛋白表達水平；pba還能夠顯著 抑制xbp-1和jnk的磷酸化水平；另外,pba還能下調atf6蛋白表達水平。pba 顯著抑制束縛應激誘導的小鼠體重、睪丸和附睪重量的下降 , 能夠抑制束縛應激 誘導的睪丸和附睪相對重量的上升。 pba能夠緩解束縛應激引發(fā)的生殖細胞凋亡。pba抑制應激誘導的star、 p450scc和3B -hsd基因mrna表達水平的上調。 結論:pba能夠部分抑制ers誘導的小鼠睪丸內質網(wǎng)應激和生殖細胞凋亡,同 時抑制睪酮合成相關基因的表達下調。 4ghrl 抑制 rs 誘導的小鼠睪丸 ers 的效 果及其機制目的 : 研究 ghrl 對 rs 誘導的小鼠睪丸

7、ers 的作用效果。 結果:應激組的體重、睪丸和附睪重量均顯著下降 ,而睪丸指數(shù)和附睪指數(shù)均 顯著上升 , 而 ghrl 組的體重、睪丸和附睪的重量顯著高于應激組。 應激組血清睪 酮水平顯著降低 , 而 ghrl 組顯著高于應激組血清睪酮水平。 應激組小鼠睪丸睪丸發(fā)生明顯病變。 而 ghrl 組睪丸組織基本正常 , 睪丸組織 曲細精管各種細胞排列緊密 , 形態(tài)正常。 應激組的睪丸生殖細胞凋亡數(shù)量顯著增加 , 而 ghrl 組顯著低于應激組。 ghrl 抑制應激導致的睪酮合成酶相關基因的mrna表達水平下調。 可以顯著抑制應激誘導的睪丸 xbp-1,chop,grp78 和 atf6mrna 蛋

8、白表達水平 ; 而ghrl處理后,應激誘導的xbp-1,p-jnk,chop,grp78和atf6mrna的表達顯著被 抑制。結論 :ghrl 能夠顯著抑制小鼠睪丸 er 相關蛋白的表達和生殖細胞凋亡。 5 B -隱黃質(cry)對小鼠睪丸支持細胞凋亡的影響及其機制研究目的：研究 B -隱黃質對氧化應激介導的大鼠睪丸生殖細胞凋亡的效果。結果:cry可以緩解 cd誘導的睪丸的組織形態(tài)學變化和生殖細胞凋亡;cry處理顯著抑制cd誘導大鼠 睪丸勻漿中t水平的降低；另外,cry處理抑制cd誘導睪丸脂質過氧化物(Ipo)和 丙二醛(mda)水平升高,部分緩解鎘誘導的超氧化物歧化酶(sod),過氧化氫酶

9、(cat) 和谷胱甘肽 (gsh) 水平的降低 結論:cry可以緩解cd誘導的睪丸氧化應激損傷和生殖細胞凋亡。6 B -隱黃 質對小鼠支持細胞凋亡的影響及其機制研究目的：研究cry對Ips誘導小鼠睪丸 支持細胞炎癥反應的作用效果及其機制。 結果:cry顯著抑制Ips誘導細胞活力的下降和凋亡比例的升高。cry抑制 Ips誘導的炎性因子相關基因腫瘤壞死因子 (tnf- a )、白細胞介素-10(il-10)、 白細胞介素-6(iI-6)和白細胞介素-1 B (il-1 B )表達上調；同時,cry還能抑制 Ips誘導的支持細胞生精相關基因(ar,hsf2,creb,fshr,inh B b和abp

10、)表達的下 調；另外,lps顯著提高睪丸支持細胞p-erk,pp38,pp65蛋白表達水平 (p&It；0.05), 而 cry 處理顯著抑制 Ips 誘導的蛋白表達上調 (p&It；0.05)。 結論:cry緩解Ips誘導的睪丸支持細胞炎癥,mapk信號通路參與該反應過程 因此 cry 可能成為一種抗炎癥的藥物。綜上所述 , 本研究發(fā)現(xiàn):(1) 應激對初情期 和成年小鼠睪丸結構和功能有明顯的損害作用，并且恢復24h并不能緩解這種損 害作用 ；(2) 應激對初情期和成年小鼠精子發(fā)生和睪酮合成的損害作用可能與睪 丸 star 和睪酮合成酶表達降低以及生殖細胞凋亡有關 ；(3)ers 信號通路和線粒 體凋亡信號通路共同介導 rs 引發(fā)的小鼠睪丸生殖細胞的凋亡 ；(4)g