睾丸是精子发生的场所,哺乳动物的睾丸位于体腔外的阴囊中,成年哺乳动物包括人类,睾丸的正常温度均比身体核心温度要低。阴囊局部高温是目前世界卫生组织公认的严重损伤雄性生育的重要因素,温度过高会引起热应激（heat stress）,影响睾丸的生精过程,降低精子的质量和数量,甚至导致不育。目前热应激引起的种畜精子发生异常、繁殖性能下降是畜牧生产中普遍存在并亟待解决的重要问题。内质网在许多细胞的生物发生过程中具有重要作用,特别是在分泌蛋白、膜蛋白的折叠和运输、脂质和碳水化合物的代谢以及钙离子的储存和释放等方面。当细胞受到外界刺激时,内质网内会产生大量错误折叠或未折叠蛋白,使得内质网对蛋白的加工能力与载量失衡,从而导致内质网功能紊乱,即发生内质网应激（endoplasmic reticulum stress,ERS）,ERS被认为是导致大量病理的关键因素。目前已有研究报道称热应激会引发ERS,但其与热应激诱导的雄性生殖系统方面的关系如何尚未见报道。褪黑激素（褪黑素）是一种具有抗氧化、抗凋亡能力的神经内分泌激素。褪黑素在生殖调节中发挥着重要作用,主要通过调节促性腺激素和睾酮的分泌来影响睾丸发育,除此之外,它的抗氧化活性有助于防止应激、炎症引起的睾丸损伤。热应激导致的生殖损伤已经严重影响到畜牧生产,如何使用褪黑素的抗氧化与抗凋亡功能来预防并治疗雄性生殖疾病的发生,揭示其具体调控机制,对防治热应激引起的雄性动物睾丸功能紊乱具有重要科学意义和潜在应用价值。本研究通过建立小鼠睾丸热应激模型,并利用组织学、分子生物学检测发现,热应激会导致睾丸曲细精管内的生殖细胞数量减少、生精上皮紊乱及凋亡的产生,TUNEL染色结果显示凋亡主要发生在睾丸精母细胞中,通过实时荧光定量PCR（q RT-PCR）和免疫荧光技术发现热应激也会刺激小鼠睾丸发生ERS。在随后体外（GC2细胞系）试验中,我们通过q RT-PCR和Western blotting从RNA与蛋白水平进一步证实了上述结果,并发现ATF6和PERK信号通路在热诱导后的细胞中均被激活,而IRE1信号通路在该过程变化不明显。通过si-RNA干扰上述基因均可有效减少由热应激引起的精母细胞损伤。在此基础上继续探索褪黑素对热应激引起的精母细胞凋亡和ERS的影响,通过免疫荧光、流式细胞术、Western blotting等实验,发现褪黑素能通过褪黑素受体（MT1/MT2）抑制Atf6、Perk和凋亡相关基因Caspase12、Caspase3及Chop的表达。最后通过小鼠体内试验证实褪黑素可以缓解热应激引起的曲细精管生殖细胞数量减少和精母细胞凋亡。本研究表明,热应激能引起睾丸损伤并诱导精母细胞的ERS与凋亡的发生,褪黑素可以通过ATF6和PERK信号通路缓解热应激引起的精母细胞的凋亡,并对损伤的睾丸起到修复作用。本研究证明褪黑素可在一定程度上预防高温引起的精母细胞凋亡,并保护小鼠睾丸免受热应激的损害。