Nrf2-ARE系统调控环境内分泌干扰物引起的精原细胞毒性损伤的研究

研究典型内分泌干扰物多氯联苯（PCBs）对离体培养的小鼠精原细胞的毒性损伤作用，通过检测活性氧生成和细胞内抗氧化防御体系的变化探讨PCBs对生殖细胞损伤的机理。利用Nrf2-ARE信号通路激活剂sulforaphane分析Nrf2-ARE通路在调控PCBs引起的精原细胞氧化应激中的作用。探讨槲皮素、葛根素和人参皂甙等天然抗氧化物保护生殖细胞氧化损伤的作用，从基因转录、蛋白质表达和酶活性水平测定Nrf2下游II相解毒酶基因的表达，分析细胞内抗氧化防御体系，检测Nrf2在胞核中的表达，并应用荧光免疫细胞化学观察Nrf2核转位的情况，从而揭示槲皮素等天然抗氧化物保护PCBs引起的精原细胞毒性损伤的分子机制，是否与Nrf2-ARE通路的激活有关。为预防和治疗生殖氧化损伤导致的精子发生异常和男性不育寻找新的靶点，为生殖健康保护提供新的实验理论依据和天然生物活性物质抗氧化干预的新策略。

环境内分泌干扰物是影响男性生殖健康的重要因素之一。本项目在离体条件下研究了典型内分泌干扰物多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCB)对小鼠精原细胞生殖毒性损伤的作用，重点探讨了Nrf2为核心的抗氧化防御体系对PCB 引起的精原细胞损伤的保护作用及其机制，并探讨了天然抗氧化活性物质槲皮素(quercetin, QUE)和人参皂甙(ginsenosides, GS)是否通过激活Nrf2-ARE信号通路发挥抗氧化效应，从而缓解PCB引起生殖毒性。本项目结果表明，PCB混合物(A1254)能够增加精原细胞活性氧(ROS)生成，降低细胞活性，增加MDA生成，降低细胞内SOD活性和GSH水平。此外，荧光定量PCR表明A1254显著增加了Bax和P53表达，但降低了Bcl-2表达。Annexin V-FITC/PI双染法流式细胞术也表明，A1254诱导了精原细胞凋亡。而Nrf2-ARE信号通路激活剂sulforaphane (SFN, 5 μM) 显著缓解了A1254诱导的精原细胞氧化损伤。和A1254处理组相比，SFN能够显著增加细胞活性，降低ROS和MDA生成，提高细胞内SOD活性和GSH水平，并抑制精原细胞凋亡。此外，SFN显著增加了Nrf2基因的表达，并促进了Nrf2从胞浆向胞核进行转移，同时也增加了Nrf2下游解毒酶HO1、CAT以及SOD1的表达。以上结果说明Nrf2-ARE信号通路的激活能够缓解A1254诱导的精原细胞氧化损伤。此外，QUE (10 μg/ml)和GS (10 μg/ml)显著缓解了A1254诱导的精原细胞毒性损伤。和A1254处理组相比，QUE和GS能够显著增加细胞活性，降低ROS和MDA生成，提高细胞内SOD活性和GSH水平，并抑制精原细胞凋亡。此外， QUE和GS也增加了Nrf2基因的表达，并促进了Nrf2从胞浆向胞核进行转移，同时也增加了Nrf2下游解毒酶HO1、CAT以及SOD1的表达。以上结果表明，PCB能够促进ROS产生，诱导膜脂质过氧化，破坏细胞内抗氧化防御系统，诱导细胞凋亡。而天然抗氧化物QUE和GS能够激活Nrf2-ARE信号途径，促进Nrf2下游解毒酶的表达，从而保护A1254诱导的小鼠精原细胞氧化损伤。以上结果可为天然生物活性物质预防和治疗环境内分泌干扰物导致的精子发生异常提供理论基础。