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【目的】过量氟摄入可破坏睾丸的形态结构,引起氧化应激、炎性损伤和细胞死亡,降低雄性生殖功能。细胞铁死亡是一种脂质基活性氧积累引起的铁依赖性调节形式的细胞死亡,是否参与氟诱导的睾丸氧化损伤尚未有报道。核黄素具有抗氧化功能,对氟诱导的睾丸氧化损伤的影响也尚不清楚。因此,本研究旨在探讨氟所引起的睾丸损伤是否与细胞铁死亡有关,且核黄素添加是否能起缓解作用,从而为氟中毒的诊断和防治提供理论依据。【方法】试验选用6周龄C57BL/6J小鼠,其中WT小鼠32只和IL-17A-/-小鼠32只,各自分为四组,每组8只,分为Control组(0.9%生理盐水组)、NaF组(24 mg/kg氟化钠)、Ribo组(5 mg/kg核黄素磷酸钠)、NaF+Ribo组(24 mg/kg NaF+5 mg/kg Ribo),灌胃给药,持续13周。采用普鲁士蓝染色法观察小鼠睾丸组织铁含量变化和分布情况;ELISA技术检测小鼠血清中铁调素含量;生化试剂盒检测睾丸组织中铁含量、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、还原型谷胱甘肽(GSH)及氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量的变化;采用q RT-PCR技术对睾丸组织中胱氨酸/谷氨酸反向转运体系统,铁代谢及其他关键基因mRNA表达水平进行检测;采用Western Blotting和免疫荧光检测小鼠睾丸组织中TFRC的含量变化。使用0、0.125、0.25、0.5、1 m M NaF、0.04 m M Ribo、200 n M Lip-1、5μM DFO、1 m M NaF+0.04 m M Ribo/200 n M Lip-1/5μM DFO对TM3细胞处理24 h。采用MTT法对细胞活力进行检测;采用q RT-PCR、Western Blotting和免疫荧光技术对TM3细胞中铁死亡关键基因蛋白进行检测。通过DHE探针检测睾丸组织和TM3细胞活性氧(ROS)水平。【结果】(1)补充核黄素磷酸钠对氟所致的骨氟和牙氟含量升高没有影响;分析小鼠牙齿后发现氟可使牙齿釉质磨损,出现白垩色、磨损甚至缺损,而补充核黄素可缓解氟斑牙。IL-17A-/-对骨氟、牙氟含量及氟斑牙并无显著影响。(2)氟可使小鼠精子畸形率上升(P<0.001)和精子活率下降(P<0.01),添加核黄素可以缓解氟导致的精子畸形率升高(P<0.001),IL-17A敲除对氟引起的精液质量降低没有影响。(3)核黄素和IL-17A敲除均可以缓解氟所致睾丸间质细胞铁含量增多。氟和核黄素均可使睾丸组织中的GSSG含量升高(P<0.05,P<0.001)。与NaF组相比,NaF+Ribo组GSSG含量水平显著降低(P<0.001);与IL-17A-/-NaF组相比,IL-17A-/-NaF+Ribo组GSSG显著降低(P<0.05)。(4)与Control组相比,WT小鼠的NaF组TFR1的mRNA水平显著升高(P<0.05);Ribo和NaF+Ribo组的Ferroportin、Alox15、SLC3A2的mRNA水平均显著上升(P<0.05)。与NaF组相比,NaF+Ribo组的TFR1的mRNA水平显著下调(P<0.01),GPX4、SLC3A2、Ferroportin、Alox15的mRNA水平显著上调(P<0.05,P<0.01)。与IL-17A-/-Control组相比,IL-17A-/-NaF组TFR1、Nrf2、Alox15的mRNA水平显著升高(P<0.05,P<0.01)。与IL-17A-/-NaF组相比,IL-17A-/-NaF+Ribo组的GPX4和Alox15的mRNA水平显著下调(P<0.05,P<0.001),Nrf2的mRNA水平显著上调(P<0.05)。Western Blotting和免疫荧光结果显示,睾丸组织铁死亡关键蛋白TFRC,发现氟对睾丸中TFRC表达量没有影响。通过DHE探针检测发现核黄素不能改善氟导致的睾丸组织中间质细胞ROS增多,且敲除IL-17A会加重睾丸组织ROS的积累。(5)TM3细胞qRT-PCR结果显示,与Control组相比,0.125、0.25、0.5 m M NaF处理后的TFR1、VDAC3的mRNA水平显著升高(P<0.01,P<0.001);0.25、0.5 m M NaF处理后的Ferroportin的mRNA水平显著升高(P<0.05);0.5 m M NaF处理后的Nrf2mRNA水平显著下降(P<0.05)。(6)TM3细胞活力在1 m M NaF处理24 h后显著降低(P<0.05)。与Control组和1 m M NaF相比,1 m M NaF+0.04 m M Ribo/200 n M Lip-1/5μM DFO处理组的细胞活力没有显著变化。与Control组相比,NaF处理组的TFRC、FTH和x CT蛋白表达量显著升高(P<0.05,P<0.01,P<0.001),GPX4的蛋白表达量显著下降(P<0.01)。而200n M Lip-1和5μM DFO处理均能降低氟所致的TFRC(P=0.0697,P=0.1117)和x CT(P<0.01)表达量升高,提高氟所致的GPX4表达量下降(P<0.05,P=0.1003)。通过DHE探针检测发现,补充核黄素能减少氟所致的TM3细胞ROS积累增多。(7)氟显著升高TM3细胞的xCT、TFRC和FTH的表达量(P<0.01,P<0.05,P<0.01),而核黄素可降低氟所致的x CT、TFRC和FTH的表达量升高(P<0.05,P<0.05,P<0.01)。【结论】氟能够引起小鼠睾丸间质细胞铁死亡,并最终导致睾丸组织形态结构损伤,精子质量下降,生殖功能损伤;而核黄素能够通过调节胱氨酸/谷氨酸反向转运体系统和铁代谢缓解氟引起的睾丸间质细胞铁死亡。