维生素E对二硫化碳致雄性大鼠生殖系统病理结构和凋亡相关蛋白表达改变的拮抗作用

摘要

二硫化碳（Carbon disulfide，CS2）为脂溶性易挥发液体，作为工业上广泛应用的有机溶剂，它能损害生物体多个系统。既往研究已证实长期接触一定浓度的CS2对雄性生殖系统亦有毒性。研究者发现CS2暴露人群，睾丸明显萎缩，生精系列细胞停止成熟，精子数减少，精子染色体畸变率增高。同时，CS2具有明显的脂质过氧化作用，且这种作用在许多毒性发生发展过程中具有重要的意义。本研究在体内实验的基础上，利用抗氧化剂维生素E（VE）干预CS2染毒雄性大鼠，观察CS2致雄性大鼠睾丸、附睾、输精管、前列腺及精囊腺组织病理结构，凋亡相关蛋白（p53、Bcl-2、Fas、FasL）表达的改变和VE的拮抗作用，为探讨CS2对男（雄）性生殖损伤的某些可能机制提供科学依据。 30只健康雄性Wistar大鼠随机分为三组:（1）CS2染毒组（1250mg/m3）：静式吸入染毒，每天2h，每周5d，共10周；（2）对照组：条件相同吸入空气；（3）CS2+VE组：VE拌入饲料中（250mg/kg）。染毒结束后，取大鼠睾丸、附睾、输精管、前列腺和精囊腺以HE染色、电镜、Western blot及免疫组化法从不同角度来观察VE对CS2致雄性大鼠生殖系统病理结构和凋亡相关蛋白表达改变的拮抗作用。 研究结果显示： 1.HE染色。 CS2染毒组大鼠睾丸间质水肿，曲细精管生精细胞数目及层次明显减少；附睾管上皮细胞排列紊乱，有增生现象，细胞脱落明显，管腔体积变小，管腔中精子数量减少；输精管粘膜上皮扁平，排列整齐，乳突状突起消失，管腔扩大，管腔中精子数量减少；前列腺腺泡扩大，管壁变薄，皱褶减少，细胞排列尚正常；精囊腺组织病变不明显。VE干预组组织病理改变较染毒组减轻。 2.电镜。CS2染毒组睾丸支持细胞、间质细胞及各级生精细胞均出现胞浆空泡，其中精原细胞、初级精母细胞及精子细胞线粒体肿胀，精子尾部纵切面“9*2＋2”轴丝结构紊乱，微管溶解缺失。VE干预组间质细胞内质网扩张，精原细胞、精母细胞胞浆可见轻度空泡，精母细胞线粒体轻度肿胀。 3.Western blot CS2染毒组大鼠睾丸组织中p53、Bcl-2、Fas蛋白表达均上调，与对照组比较有统计学差异（P<0.01和P<0.05），VE干预后表达明显下降，与染毒组比较差异有统计学意义（P<0.01）。 4.免疫组化。 CS2染毒组大鼠附睾上皮细胞中p53、Bcl-2及Fas蛋白表达升高，与对照组比较差异有统计学意义（P<0.01），VE干预后表达下降（P<0.01）。但FasL蛋白的表达水平较对照组及VE干预组无明显变化（P>0.05）。输精管、前列腺和精囊腺上皮细胞中Fas蛋白表达升高，与对照组比较差异有统计学意义（P<0.01），VE干预后表达下降（P<0.01），但p53、Bcl-2及FasL蛋白的表达与对照组及VE干预组比较差异均无统计学意义（P>0.05）。 从以上结果可以发现，CS2吸入染毒可导致大鼠睾丸间质水肿，曲细精管内生精细胞数目及层次减少，各级生精细胞、支持细胞及间质细胞的超微结构发生病理变化，同时可使附睾、输精管及前列腺发生病理结构的改变；还可导致睾丸、附睾等组织中凋亡相关蛋白表达增强。VE干预后组织病变减轻，凋亡相关蛋白表达降低。提示性腺、附性腺及生殖管道中凋亡相关蛋白的异常表达可能是CS2致男（雄）性生殖损伤的分子机制之一。VE可能通过抑制脂质过氧化，拮抗凋亡相关蛋白的异常表达，最终减轻CS2致男（雄）性的生殖损伤。