百草枯的生殖毒性及其机制研究

In recent years, the incidence of dysgenesia is increasing,such as infertility, abortion and fetal death, which are closely related to environmental pollution. Pesticide are main source of environmental pollution, and now paraquat is a herbicide widely used in agriculture. However, the influence of paraquat on reproductive system remain unclear so far. Accordingly this study try to evaluate paraquat's influence on human reproductive system through animal experiments and population study, and then discuss possible toxicity mechanism. Methods: At first, the paraquat reproductive toxicity on male and femal rats are evaluted by animal reproductive toxicity, and the influence of paraquat on fertility are evaluated through two generation multiply test. Next, in order to explore paraquat influence on human reproduction health, cohort study on people with paraquat exposure or not and case-control study on people with normal pregnancy or not are performed. At last, paraquat oxidative stress damage on reproductive organ are discussed through lipid peroxidation and metabolic kinetic analysis, and through detection of signal molecule in mitochodria pathway about cell apoptosis, the molecular mechanism of reproductive toxicity induced by paraquat are discussed deeply.

近年来，不孕不育、流产、死胎等生殖障碍发病率呈上升趋势，这与环境污染密切相关。农药是环境污染的一个主要来源，百草枯是一种目前在农业上应用十分广泛的除草剂，但其对生殖系统的影响，目前人们尚不清楚。因此，本研究拟通过动物实验及人群调查评估百草枯对人类生殖健康的影响，并探讨其可能的毒性机制。主要方法：首先通过大鼠生殖毒性实验分别评价百草枯对雄性及雌性大鼠的生殖毒性，并通过两代繁殖实验综合评价其对生育力的影响。然后，对百草枯接触人群与非接触人群利用队列研究，对不良妊娠与正常妊娠人群利用病例-对照研究进行调查分析，探讨百草枯对人群生殖健康的影响。最后，通过脂质过氧化及代谢动力学分析，探讨百草枯对生殖器官的氧化应激损伤。并结合细胞凋亡的线粒体途径信号分子检测，探索百草枯引起生殖毒性的分子机制。

近年来，人类生殖障碍的发病呈上升趋势，环境污染被认为是一个重要的危险因素。百草枯是目前在农业上被广泛使用的一种除草剂，但关于百草枯对人类生殖健康的影响尚不清楚。因此，尽快阐明百草枯对生殖系统的影响，具有重要的现实意义。本项目从六个方面探讨了百草枯的生殖毒性及其作用机制。通过一般生殖毒性试验，发现百草枯对大鼠生殖系统具有不良影响。可导致雄性大鼠精子数量降低、活力下降，畸形率升高，睾丸组织出现病理学改变；雌性大鼠则出现受孕率下降，胚胎着床数减少，胚胎存活率下降，卵巢亦有病理学变化。通过两代繁殖实验则进一步证明了百草枯不仅损伤大鼠的生殖能力，而且还影响子代的生长发育，表明百草枯对大鼠具有生殖毒性。为探讨其毒作用机制，我们采用生化分析，western blot等多种生物分子技术，发现百草枯可引起大鼠睾丸、卵巢组织出现脂质过氧化增强，生殖细胞凋亡增加。与对照组相比，百草枯染毒导致睾丸组织中Caspase-3和-9活性升高、线粒体通透性增强，胞浆细胞色素C含量增多，表明百草枯诱导的生殖细胞凋亡是通过激活线粒体途径介导的。该研究成果不仅丰富了百草枯的毒理学资料，而且为预防百草枯对人类生殖健康危害提供了试验依据。虽然动物实验证明了百草枯具有生殖毒性，但流行病学调查却没有显示人类生殖障碍与百草枯暴露的相关性。因此，百草枯生殖毒性的人类接触证据还需进一步深入研究。