黄河包头段水源水有机提取物对雄性小鼠生殖细胞凋亡及睾丸组织3-NT/Caspase-3表达的影响

[背景]水体有机物污染对生殖健康的危害已成为目前重点关注的问题.我国水环境污染主要是河流有机物污染.[目的]探讨黄河包头段水源水有机提取物对小鼠生殖细胞凋亡及睾丸组织3-硝基酪氨酸(3-nitrotyrosine,3-NT)和天冬氨酸半胱氨酸特异性蛋白3(cysteinyl aspartate specific proteinase-3,Caspase-3)表达的影响,并初步探讨其生殖毒性作用机制.[方法]60只SPF级雄性ICR小鼠随机分为6组:对照组、黄河水有机提取物染毒组(YRW-OE组)、黄河水有机提取物+N-乙酰半胱酸(NAC)处理组(YRW-OE+NAC组)、自来水有机提取物染毒组(TW-OE组)、自来水有机提取物+NAC处理组(TW-OE+NAC组)、NAC组,每组10只.经口灌胃染毒,隔日1次,每次染毒前1 h YRW-OE+NAC组、TW-OE+NAC组及NAC组小鼠经腹腔以0.02m L/g(以体重计)体积注射浓度为10g/L的NAC.染毒4周后,取小鼠附睾及睾丸组织,透射电镜检测生殖细胞凋亡,采用细胞计数板计数精子数量和观察精子畸形,ELISA法检测睾丸组织3-NT的表达,Western blotting法检测睾丸组织Caspase-3表达.[结果]与对照组[(4.15±0.06) ×107/g,(4.84±0.65)％]比较,YRW-OE组小鼠精子数量[(2.86±0.06) ×107/g]减少,精子畸形率[(19.59±1.49)％]增加(P＜0.05),TW-OE组仅精子畸形率[(7.89±1.16)％]增加(P＜0.05);YRW-OE+NAC组小鼠精子数量[(3.55±0.06) ×107/g]高于YRW-OE组(P＜0.05),精子畸形率[(11.44±1.22)％]低于YRW-OE组(P＜0.05);TW-OE+NAC组小鼠精子畸形率[(5.62±0.91)％]低于TW-OE组(P＜0.05).透射电镜显示,YRW-OE组细胞核碎裂,核糖体和溶酶体等细胞器减少,细胞器结构不完整,凋亡细胞多见;YRW-OE+NAC组偶见核染色质固缩,核糖体、内质网和溶酶体等细胞器未见减少.与对照组比较,各染毒组小鼠睾丸组织3-NT和Caspase-3蛋白表达量明显增加,YRW-OE+NAC组3-NT [(8.46±0.40) mg/L]和Caspase-3蛋白(0.38±0.02)表达均低于YRW-OE组[(12.28±0.78) mg/L、0.48±0.02,均P＜0.05];TW-OE+NAC组仅3-NT表达低于TW-OE组[(7.23±0.47)、(9.34±0.81) mg/L,P＜0.05].[结论]黄河水有机提取物能够引起实验小鼠睾丸生殖细胞凋亡增加,3-NT和Caspase-3蛋白表达量增加;氧化应激激活Caspase-3信号通路介导生殖细胞凋亡可能是其生殖毒性的重要作用机制之一.