热应激触发精原细胞线粒体功能障碍与氧化应激诱导睾丸生精功能障碍的发生
陈思宇1,2,3 卢家伟1,2,3 魏可1,2,3 周立新4 薛佳4 沈林園1,2,3 朱砺1,2,3 甘麦邻1,2,3*
(1四川农业大学动物科技学院, 猪禽种业全国重点实验室, 成都 611130; 2四川农业大学动物科技学院, 农业农村部畜禽生物组学重点实验室, 成都 611130; 3四川农业大学动物科技学院, 畜禽种质资源与生物育种四川省重点实验室, 成都 611130; 4成都市动物疫病预防控制中心, 成都 611130)中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所), 血液与健康全国重点实验室, 国家血液系统疾病临床医学研究中心, 细胞生态海河实验室, 天津 300020; 2天津医学健康研究院, 天津 301600)
摘要 :
为探讨热应激对精原细胞线粒体功能、氧化应激及细胞命运的调控作用, 该研究通 过体内实验建立小鼠睾丸热应激模型, 分析睾丸系数、精子密度与精子运动能力变化; 采用苏木素 伊红染色观察生精小管结构改变并计量其直径和面积; 透射电镜观察线粒体超微结构; 利用睾丸转 录组测序筛选差异表达通路; 在精原细胞中通过JC-1探针检测线粒体膜电位, DCFH-DA荧光探针检测活性氧水平; 实时荧光定量PCR分析脂质代谢基因表达水平; 通过EdU和PI荧光染色分别评估 细胞增殖与凋亡情况。结果显示, 热应激显著降低小鼠睾丸系数、精子密度与精子运动能力, 并导 致生精小管结构紊乱; 转录组分析表明, 线粒体功能、TNF响应、代谢过程及氧化应激通路显著富 集; 睾丸组织透射电镜显示线粒体超微结构损伤, 而精原细胞呈现线粒体膜电位下降、网络结构异 常及活性氧水平升高, 脂质代谢基因ACSL4表达上调而SLC7A11表达下调; 细胞增殖活性受到显著 抑制, 凋亡率显著升高。热应激通过诱导线粒体功能障碍、氧化应激加剧及脂质代谢重编程, 进而 抑制精原细胞增殖并促进细胞凋亡, 其中线粒体功能异常与氧化应激可能是介导热应激生殖损伤 的关键早期事件。
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