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基于内质网应激通路探究纳米氧化锌引起的雄性生殖毒性及分子机制
Authors Tang Y, Chen B, Hong W, Chen L, Yao L, Zhao Y, Aguilar ZP, Xu H
Received 15 July 2019
Accepted for publication 14 November 2019
Published 4 December 2019 Volume 2019:14 Pages 9563—9576
DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S223318
Checked for plagiarism Yes
Review by Single-blind
Peer reviewers approved by Dr Cristina Weinberg
Peer reviewer comments 2
Editor who approved publication: Dr Mian Wang
目的:探讨纳米氧化锌(ZnO NPs)对雄性生殖功能的影响及分子机制。
方法:选取 40 只成年雄性小鼠随机分为四组:对照组(生理盐水)、50、150 和 450 mg/kg ZnO NPs 组,连续 14 d 灌胃暴露后,进行组织病理、生理生化及分子生物学分析。另选取 15 只成年雄性小鼠随机分为三组:对照组、450 mg/kg ZnO NPs 灌胃组、450 mg/kg ZnO NPs 灌胃 +1.5 mg/kg salubrinal 注射组,连续暴露 14 d 后,同样进行组织病理、生理生化及分子生物学分析。
结果:随着 ZnO NPs 剂量的增加,附睾精子数和血清睾酮水平下降。睾丸组织出现病变如生殖细胞脱落、生精小管萎缩及空泡化。在分子水平上,纳米氧化锌剂量的增加相应地使与内质网应激相关的基因上调,如 IRE1α,XBP1s,BIP 和 CHOP (P < 0.05),同时,小鼠睾丸中 caspase-3 表达均显著升高 (P<0.001),而睾酮合成过程关键酶 StAR 基因表达则出现显著下调 (P<0.05),提示 ZnO NPs 通过激活内质网应激以及细胞凋亡影响雄性生殖系统正常结构与功能。此外,对 450 mg/kg ZnO NPs 处理组给予内质网应激抑制剂 salubrinal 后,内质网应激及细胞凋亡相关基因基本恢复正常水平,StAR 在高剂量组显著上调,由 ZnO NPs 引起的睾丸损伤明显减轻。
结论:ZnO NPs 通过激活内质网应激诱导细胞凋亡,从而对雄性生殖系统产生具有剂量依赖性的不良影响。
关键词:纳米氧化锌,雄性生殖毒性,内质网应激
