OGG1在电磁辐射致男性生殖功能异常中的作用及机制研究

DNA glycosylase OGG1 plays a critical and possibly rate-limiting role in the base excision DNA repair (BER) pathway. Our previous study has identified that exposure to electromagnetic radiation (EMR) induces oxidative DNA base damage in a mouse spermatocyte-derived cell line, which suggests that OGG1 may be involved in EMR-induced male reproductive disorders and cells or animals with OGG1 deficiency may be highly sensitive to EMR. In this study, we will analyze the effects of 1800MHz EMR on male fertility, sperm quality, testicular morphology, meiotic progression, and on DNA integrity and cell death in germ line. In addition, we will examine the gene and protein expression involved in BER. In the light of the important roles of OGG1 in the BER pathway, we will pay much attention to silence the OGG1 function to explore its role in the reproductive toxicity of EMR by RNA interference and gene knock-out. Through this study, we would like not only to investigate the novel mechanism uderlying EMR-induced male reproductive disorders, but also to prodive the potential strategy for protecting agsint the reproductive toxicity.

DNA糖基化酶OGG1是碱基切除修复途径中的限速酶，在修复DNA碱基氧化损伤中发挥了关键作用。我们前期研究表明，电磁辐射暴露引起小鼠精母细胞DNA碱基的氧化损伤。提示OGG1可能参与了电磁辐射引起的男性生殖功能异常，OGG1缺失的细胞或动物可能对电磁辐射更加敏感。本项目拟综合运用现代分子学的多种手段，从整体动物和离体细胞两个层面，观察1800MHz 不同剂量的电磁辐射对整体动物生殖力、精子质量、睾丸结构、减数分裂过程以及对生殖细胞DNA损伤和凋亡的影响，检测电磁辐射对生殖细胞碱基切除修复途径相关分子表达的影响。并以DNA糖基化酶OGG1为重点，通过siRNA 干扰、基因敲除等多种手段，抑制OGG1 的表达或活性，探讨改善电磁辐射致男性生殖功能异常的生物学途径。通过研究，不仅可以阐明电磁辐射引起的男性生殖功能异常的相关机制，还能为防护电磁辐射引起的男性生殖功能异常提供新的干预靶点。

我们前期研究表明，电磁辐射暴露引起小鼠精母细胞 DNA 碱基的氧化损伤，提示 OGG1 可能参与了电磁辐射引起的男性生殖功能异常。本项目拟观察 不同剂量的电磁辐射对整体动物生殖系统以及对生殖细胞 DNA 损伤和凋亡的影响及其机制，检测电磁辐射对生殖细胞碱基切除修复途径相关分子表达的影响。本项目既按照研究计划，对射频电磁辐射对动物雄性生殖系统、生殖细胞的生物效应进行了评估研究，也同时扩展至电磁辐射对神经细胞，以及其他频率电磁辐射对神经细胞的生物效应及其机制的研究。在射频电磁辐射生殖系统生物效应研究方面，进行了电磁辐射对睾丸组织病理损伤，性激素水平变化和对精子质量改变及其远后效应的研究。在此基础上，利用生殖细胞体外暴露模型，探讨了电磁辐射对生殖细胞DNA双链和碱基损伤的作用。除此之外，还关注了射频电磁辐射体外暴露对神经细胞DNA损伤和DNA碱基损伤的影响，以及OGG1在其中的作用的相关研究。同时，扩展研究了其他频率电磁辐射，如射频辐射对，工频电磁辐射对神经干细胞增殖分化的影响研究；太赫兹辐射对神经细胞细胞活力、细胞毒性和氧化应激损伤的影响。通过研究，阐明了电磁辐射对男性生殖功能的损伤效应和相关机制，为防护电磁辐射引起的男性生殖功能异常和神经损害提供了新的干预靶点。