OGG1基因对氰戊菊酯所致精子DNA损伤的保护作用及分子机制

氰戊菊酯(fenvalerate, Fen)是一类广泛使用的拟除虫菊酯类农药，具神经毒性、生殖内分泌干扰作用、并可引起精子DNA损伤。精子DNA损伤可引起不育，此外，携DNA损伤的精子可将遗传缺陷传递给子代，因此Fen致精子损伤日益受到关注。在前期人群研究和体外实验中我们发现，DNA损伤修复基因OGG1对Fen致DNA损伤有保护作用，但其作用机制目前尚不清楚。本课题拟从人群关联研究出发，结合小鼠睾丸OGG1基因敲减模型的Fen染毒实验，综合分析OGG1基因水平、精子DNA损伤、ROS水平及组织病理改变，明确OGG1对Fen致精子DNA损伤的保护作用，并运用报告基因结合EMSA实验，从转录调控层面探讨其分子机制。本研究可为阐明Fen致男性生殖危害及其机制提供科学依据。

氰戊菊酯(fenvalerate, Fen)是一类广泛使用的拟除虫菊酯类农药，具神经毒性、生殖内分泌干扰作用、并可引起精子DNA损伤。精子DNA损伤可引起不育，此外，携DNA损伤的精子可将遗传缺陷传递给子代，因此Fen致精子损伤日益受到关注。(i) 本课题从人群关联研究出发，运用TUNEL 结合流式检测方法，首次获得男性不育大样本人群的精子DNA损伤数据，该数据显示，男性不育病人的精子DNA 损伤的携带率（TUNEL值）呈现非正态分布，大部分出现在20%损伤率以内，而携带严重精子DNA损伤（损失率≥30%约占总人数的17.26%）；运用中通量的SNP stream基因分型手段，发现不育人群中，DNA 修复基因OGG1的326位点基因多态与精子DNA 损伤存在关联，且其危险基因型CC与菊酯类农药共同作用，可显著增加精子DNA损伤的风险。(ii) 通过小鼠睾丸曲细精管内显微注射ogg1的RNA干扰序列，构建小鼠睾丸微环境的ogg1基因敲减模型结合氰戊菊酯经口染毒实验结果显示，敲减侧的睾丸染毒后病理损伤更严重、附睾精子DNA损伤率更高，即敲减侧生殖靶腺对损伤更为敏感，从而证实ogg1基因有助于抵抗环境化学物所致的生殖及遗传毒性。鉴于睾丸ogg1敲减的动物模型可以快速、灵敏的筛检外源化学物致小鼠精子DNA损伤的生殖毒性，我们已经申请相关专利。(iii) 我们进而开展启动子区研究策略，运用报告基因结合药敏试验，从转录调控层面探讨OGG1应答环境刺激的分子机制。在报告基因实验中，我们发现，烷化剂（包括长春新碱、BCNU、顺铂）和农药等多种化学物均对OGG1的启动子区没有明显的转录激活效应。而OGG1的两个变异体（OGG1-α 和OGG1-β）在应答BCNU、顺铂、氰戊菊酯时，其mRNA的表达图谱不尽相同、甚至互相拮抗，由此推测，OGG1基因至少可通过变异体表达水平的上调和下调行使着其各自不同的生物学效应。