体温环境对猪、犬及大鼠睾丸减数分裂相关蛋白表达与定位的影响

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目的:高温、睾丸局部受热和隐睾因其对哺乳动物精子发生和精液质量的影响而备受关注。体温环境导致精子发生停滞,但其分子机制仍不清楚。隐睾症是指睾丸在出生后未能完全下降至阴囊,使睾丸暴露于体温。隐睾模型是研究热应激对精子发生影响的最典型模型之一。减数分裂是生殖细胞发育的独特特征。隐睾是否破坏减数分裂的启动,未见研究报道。本研究通过检测减数分裂相关标志物STRA8、DMRT1和SCP3来确定隐睾睾丸中的精原细胞是否进入减数分裂。为隐睾热刺激损害精子发生提供组织学依据。方法:3头自发性单侧腹部隐睾公猪(长白,7月龄),手术摘除阴囊睾丸(对照组)和腹部睾丸组织(隐睾组)。将每组的睾丸组织切成小块,部分冷冻于液氮中,以提取总RNA和总蛋白;另一部分公猪睾丸组织置于Bouin氏固定液中,4°C保存,进行免疫组织化学分析。3只患有自发性单侧腹部隐睾的公犬(秋田,1岁)被送到动物医院接受治疗,隐睾切除术后获得睾丸标本。将阴囊睾丸(对照组)和腹部睾丸组织(隐睾组)置于Bouin氏固定液中,以便进行组织学和免疫组织化学检查。3只健康雄性SD大鼠(20日龄,90~110 g)购自山西医科大学实验动物中心。在乙醚麻醉下,切断右侧睾丸引带并将睾丸移到腹腔内,缝合腹股沟管,建立右侧隐睾模型。左侧睾丸不切断引带将睾丸还纳入阴囊作为假手术对照组。术后53 d,用颈椎脱位处死大鼠,取阴囊睾丸(对照组)和腹部睾丸组织(隐睾组),置于Bouin氏液中固定,制作石蜡切片。结果:1.隐睾对猪睾丸减数分裂相关蛋白表达与定位的影响qRT-PCR和Western Blot结果表明,隐睾公猪中STRA8、DMRT1和SCP3的m RNA和蛋白水平显著降低。免疫组化结果显示,在猪对照睾丸中,STRA8定位于精原细胞和精母细胞的细胞核,DMRT1定位于精原细胞和支持细胞的细胞质,SCP3定位于精母细胞的细胞核;在隐睾组也观察到了STRA8、DMRT1和SCP3免疫阳性细胞。2.隐睾对犬及大鼠睾丸减数分裂相关蛋白组织细胞学定位的影响免疫组化结果显示,在犬对照组睾丸中,STRA8定位于精原细胞和精母细胞的细胞核,DMRT1定位于精原细胞和支持细胞的细胞质,SCP3定位于精母细胞的细胞核;在大鼠对照组睾丸中,STRA8定位于精原细胞的细胞核,DMRT1定位于精母细胞的细胞质,SCP3定位于精母细胞的细胞核;在犬及大鼠隐睾组中均观察到了STRA8、DMRT1和SCP3免疫阳性细胞。结论:与正常睾丸组织结构相比,隐睾公猪、犬及大鼠睾丸生殖细胞数量减少,生精上皮包含支持细胞、精原细胞及少量精母细胞,管腔内未见成熟精子。减数分裂分子标记STRA8、DMRT1和SCP3在隐睾公猪、犬及大鼠睾丸组织均有表达,提示隐睾公猪、犬及大鼠的精原细胞仍然可以进入减数分裂,这是存在于隐睾动物中的一种普遍现象,表明隐睾导致不育的机制并不是阻滞减数分裂的起始阶段。
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