摘要
3-氯-1,2-丙二醇(3-Monochloropropane-1，2-diol，3-MCPD)作为一种食品加工过程中产生的污染物，可导致雄性生殖系统损伤，降低精子数量和质量。为了缓解3-MCPD的生殖毒性，可在膳食中添加花生四烯酸(Arachidonic acid，AA),通过膳食结构的调整改善3-MCPD导致的男性生殖损伤。本研究为明确AA对3-MCPD造成的精子发生障碍的保护作用，利用体内外AA和3-MCPD共同作用模型，系统探究了 AA对3-MCPD导致的精子发生障碍的调控机制，为AA缓解3-MCPD的生殖毒性给予数据支持，给膳食营养因子预防化学污染物的生殖毒性提供新思路。 (1)为了明确3-MCPD对Sertoli细胞功能和通路的影响，本研究提取了大鼠睾丸原代Sertoli细胞，构建了 3-MCPD暴露模型，以1.0 mg/mL 3-MCPD作用于Sertoli细胞24h后，提取蛋白，进行蛋白质组学分析。根据蛋白表达差异倍数＞1.2和P＜0.05，共鉴定出285个差异蛋白，其中165个上调蛋白和120个下调蛋白。通过对全蛋白和差异蛋白进行功能注释发现，3-MCPD暴露后，Sertoli细胞的功能和通路发生改变。通过GO功能富集发现，视黄酸的生物合成、视黄酸代谢和视黄醇结合通路发生变化。在KEGG通路富集中，关于细胞色素P450代谢的通路具有显著差异。同时，同氧化应激相关的蛋白在多个GO功能和KEGG通路中发挥调节作用。通过RT-qPCR对显著差异蛋白的mRNA表达进行验证，结果和蛋白组学一致。研究发现，3-MCPD染毒后，Sertoli细胞中氧化应激、视黄酸转运和合成、细胞色素P450代谢等通路受到了显著影响。 (2)为了研究不同膳食水平AA对3-MCPD生殖毒性的缓解作用，使用不同AA含量的饲料喂食3-MCPD暴露大鼠。通过测量血液AA含量发现，ω-6缺乏组的AA水平低于对照组;膳食补充AA后，血液AA水平升高为3-MCPD暴露组的2.92倍，AA含量差异模型构造成功。应用该模型，暴露36 mg/kg体重3-MCPD 4周，测定大鼠体重与脏器系数、血生化、血液性激素水平、精子参数和睾丸组织病理学。结果表明，3-MCPD暴露组使大鼠血清睾酮水平降低为对照组的82％，AA补充后升高为3-MCPD暴露组的1.12倍。同时，AA补充后提高了精子浓度、精子活力和快速精子比例，但没有显著性差异。与对照组相比，3-MCPD暴露和ω-6缺乏导致睾丸结构损伤;在补充AA后，睾丸的病理损伤得到了缓解。综上，AA能够缓解3-MCPD导致的精子参数和睾酮水平下降，预防3-MCPD的生殖毒性。 (3)为了深入研究AA对3-MCPD精子损伤的保护机制，本研究提取大鼠睾丸原代Sertoli细胞和Leydig细胞。不同剂量AA和1.0 mg/mL 3-MCPD共同作用后，细胞活力呈现先上升后下降的趋势。选择5和25 μg/mL AA作用于Sertoli细胞，5和15 μg/mL AA作用于Leydig细胞，构建AA和3-MCPD共作用模型，进行下一步研究。结果发现，3-MCPD导致大鼠Sertoli细胞中睾丸减数分裂关键基因Nrg1/3及其受体Erbb3/4的mRNA表达显著下降。加入25 μg/mL AA后，Nrg1/3上调至3-MCPD暴露组的1.51和1.26倍，Erbb3/4上调至2.89和1.11倍。3-MCPD还降低了视黄酸合成酶Aldh1a1/2和Rdh10的mRNA表达。在作用5或25 μg/mL AA后有所上调，但均没有显著性差异。同时，3-MCPD下调了 Leydig细胞中睾酮合成酶3β-HSD和p450c17的mRNA表达，加入15 μg/mLAA后，上调为3-MCPD暴露组的5.78和1.92倍。综上，AA可以恢复Sertoli细胞减数分裂调控和视黄酸合成功能，以及Leydig细胞的睾酮合成功能。
NETL