内质网凋亡通路在二硫化碳致大鼠睾丸细胞凋亡中的作用

【作者】 郭寅生； 董煜； 王为； 张振； 陈国元；

【机构】 华中科技大学同济医学院公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系环境与健康教育部重点实验室；

【摘要】 目的通过研究二硫化碳（CS₂）染毒大鼠睾丸生殖细胞中内质网通路相关指标的改变,探讨内质网凋亡通路在CS₂致男/雄性睾丸细胞损伤中的作用。方法将40只雄性SD大鼠随机分为对照组和3个CS₂暴露组(染毒浓度分别为50,250和1250 mg·m^-3),每组10只。3个暴露组每日静态吸入CS₂2 h,每周染毒5 d,共染毒10周,对照组仅吸入空气。染毒结束后处死大鼠,取睾丸组织,通过光镜和电镜检测大鼠睾丸超微结构的改变;采用末端标记（TUNEL）法检测睾丸细胞凋亡率;应用实时荧光定量PCR检测内质网凋亡相关胱天蛋白酶12和Calpain基因表达的改变;用蛋白免疫印迹法分析检测胱天蛋白酶12和Calpain蛋白表达;并且制备原代细胞,通过胞内钙离子探针检测细胞内钙离子含量。结果实验结果显示,各染毒组超微结构显著改变,光镜下睾丸曲细精管结构松散,细胞排列紊乱,组织部分溶解缺失,大量空泡清晰可见。由电镜图片可知,支持细胞和生精细胞均出现早期凋亡的表现（细胞核染色体边聚,细胞质中生成大量空泡）,并且图片显示空泡是由内质网肿胀而形成的。同时,与对照组相比,各染毒组随剂量升高细胞凋亡率显著升高（P<0.05）;胱天蛋白酶12和Calpain基因表达以及蛋白表达显著升高（P<0.05）;胞内钙离子含量也随染毒剂量升高而显著升高（P<0.05）,并且这些改变呈剂量-反应关系。结论 CS₂暴露可导致大鼠睾丸结构明显改变,睾丸细胞凋亡率增加,内质网凋亡途径相关基因胱天蛋白酶12和Cal-pain表达显著增高,而且作为内质网凋亡途径的重要标志,胞内钙离子含量也显著升高,以上结果提示内质网凋亡途径在CS₂诱导大鼠睾丸生殖细胞损伤中发挥着重要作用。更多还原