本文關(guān)鍵詞： 男性生殖細(xì)胞凋亡 蘿卜硫素 核因子相關(guān)因子2 T2DM 高脂飲食　出處：《吉林大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：糖尿病是一種復(fù)雜的代謝性疾病，它可以影響到多個系統(tǒng)的功能，從而導(dǎo)致多系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生。眾所周知，男性不育也是糖尿病眾多并發(fā)癥中的一個，但是發(fā)生機(jī)制目前還沒有完整的闡述清楚。醫(yī)學(xué)家們已經(jīng)注意到，在糖尿病人中生精細(xì)胞的凋亡要顯著高于正常人。但是，這一現(xiàn)象在基礎(chǔ)研究中的T2DM動物模型中還未證實。 事實上，在正常的精子形成中也存在睪丸生殖細(xì)胞的凋亡，而一些疾病如糖尿病等慢性疾病的狀態(tài)可以加速這一過程。多項實驗研究證實，在T1DM動物模型中，由于線粒體通路和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)同路的激活，導(dǎo)致睪丸生殖細(xì)胞凋亡顯著增加。在許多病理條件下睪丸生殖細(xì)胞凋亡已經(jīng)被廣泛的研究，其中炎癥因素在誘導(dǎo)睪丸細(xì)胞凋亡中似乎發(fā)揮了重要的作用。 研究證實，高血糖、高血脂、及胰島素抵抗是T2DM的重要標(biāo)志，而這些因素是糖尿病并發(fā)癥進(jìn)展的主要危險因素。所有這些因素誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)能量代謝失衡，導(dǎo)致產(chǎn)生額外的活性氧(ROS)和/或活性氮(RNS)引起氧化應(yīng)激反應(yīng)，在各種器官的脈管系統(tǒng)中激活例如NF-κB通路，導(dǎo)致脈管系統(tǒng)慢性炎癥纖維化，最終引起組織慢性缺氧和炎癥反應(yīng)。在睪丸中，異常血管變化常常會因為血液供應(yīng)的減少而導(dǎo)致睪丸缺氧，進(jìn)而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)重構(gòu)。事實上，研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)生殖細(xì)胞的凋亡增加與氧化應(yīng)激造成的損害有關(guān)，這表明氧化應(yīng)激損傷在促進(jìn)糖尿病人睪丸生殖細(xì)胞凋亡中起著關(guān)鍵作用。研究表明當(dāng)細(xì)胞或組織內(nèi)額外產(chǎn)生的ROS或RNS超過內(nèi)源性抗氧化劑防御時，氧化應(yīng)激反應(yīng)就會發(fā)生。證據(jù)表明，當(dāng)核轉(zhuǎn)錄因子2(Nrf2)功能缺陷時，就會導(dǎo)致有缺陷的精子形成。眾所周知，Nrf2是調(diào)節(jié)下游抗氧化基因編碼的一種轉(zhuǎn)錄因子，可調(diào)控下游抗氧化蛋白的產(chǎn)生數(shù)量，從而保護(hù)組織應(yīng)對各種氧化應(yīng)激的壓力。為了應(yīng)對一系列的氧化應(yīng)激反應(yīng)和親電子的刺激物，例如ROS和RNS、重金屬和某些疾病過程，Nrf2信號通路被激活并且誘導(dǎo)一系列保護(hù)細(xì)胞的蛋白質(zhì)表達(dá)，如過氧化氫酶和NAD(P)H-quinoneoxidoreductase(NQO-1)和抗氧化蛋白如血紅素氧化酶（HO-1）等通過抗氧化反應(yīng)元件依賴途徑起作用。Nrf2廣泛的在組織中表達(dá)，并且被認(rèn)為在睪丸的抗氧化應(yīng)激反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。研究證實Nrf2基因的缺失可導(dǎo)致年齡相關(guān)性的睪丸和附睪的氧化應(yīng)激反應(yīng)加重，導(dǎo)致精子產(chǎn)生障礙。所有這些的信息顯示，Nrf2在預(yù)防精子形成過程中的氧化應(yīng)激損傷起著至關(guān)重要的作用。 蘿卜硫素(SFN)是一種Nrf2信號通路激活劑，據(jù)報道它可以預(yù)防氧化應(yīng)激損傷以及由此引起的心血管疾病。因此，SFN也許能夠有利于改善糖尿病引起的男性不育的問題。雖然SFN已經(jīng)廣泛使用在體外細(xì)胞培養(yǎng)和動物研究中，并且已經(jīng)證實通過激活Nrf2信號通路途徑SFN具有強(qiáng)有力的抗氧化性能，但是目前還沒有研究證明SFN是否可以保護(hù)睪丸避免氧化應(yīng)激損傷，尤其是糖尿病誘導(dǎo)的睪丸損傷。 因此，本次研究目標(biāo)是確定以下幾點：1）SFN能否誘導(dǎo)睪丸Nrf2蛋白的表達(dá)，2)T2DM是否可以誘導(dǎo)睪丸生殖細(xì)胞凋亡增加及驗證可能的凋亡通路(如果有的話)，3)SFN是否能夠保護(hù)T2DM誘導(dǎo)的睪丸生殖細(xì)胞的凋亡。 T2DM主要有兩個生理缺陷特征：胰島素抵抗和胰島素分泌不足。因此，我們針對這兩個特征，制備了本次實驗的動物模型。 糖尿病誘發(fā)的睪丸細(xì)胞凋亡主要是由于氧化應(yīng)激作用。核轉(zhuǎn)錄因子Nrf2在控制抗氧化應(yīng)激系統(tǒng)中是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子，而蘿卜硫素(SFN)可以誘導(dǎo)它表達(dá)。為了驗證SFN能否可以阻止糖尿病誘導(dǎo)的睪丸細(xì)胞死亡，我們誘導(dǎo)生成胰島功能缺陷的T2DM小鼠（T2DM），通過給小鼠喂養(yǎng)3月的高脂肪食物（HFD)來誘導(dǎo)胰島素抵抗，接下來給予一次性腹腔注射鏈脲霉素誘導(dǎo)高血糖癥。同時對年齡性別匹配的對照組小鼠給予正常飲食（ND）。進(jìn)一步將T2DM和正常食物喂養(yǎng)的對照組鼠分為應(yīng)用和不應(yīng)用4個月SFN治療的組，結(jié)果表明T2DM誘導(dǎo)可以顯著增加睪丸細(xì)胞的凋亡。發(fā)生這種結(jié)果的原因可能是因為激活了導(dǎo)致凋亡的死亡受體通路和線粒體通路，因為結(jié)果顯示Bax/Bcl2比率上升，同時活化的半胱氨酸蛋白酶-3和半胱氨酸蛋白酶-8表達(dá)增高，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通路無顯著變化。糖尿病也顯著增加睪丸氧化應(yīng)激損傷和炎癥反應(yīng)，，而通過Nrf2基因表達(dá)上調(diào)，SFN可以顯著阻止所有這些糖尿病所引起的影響。這些結(jié)果表明T2DM誘導(dǎo)睪丸細(xì)胞凋亡可能通過半胱氨酸蛋白酶-8的活化和線粒體介導(dǎo)細(xì)胞死亡途徑，也與通過顯著下調(diào)睪丸Nrf2表達(dá)和功能有關(guān)。SFN可以上調(diào)睪丸Nrf2基因的表達(dá)，而Nrf2蛋白表達(dá)增高又可以進(jìn)一步激活它的下游抗氧化蛋白的表達(dá)，這就與它可以顯著的保護(hù)睪丸細(xì)胞不受T2DM誘導(dǎo)睪丸生殖細(xì)胞死亡聯(lián)系到一起。
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【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R587.2

【共引文獻(xiàn)】

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