發(fā)布時間：2017-11-20 07:36

  本文關(guān)鍵詞：超重刺激損傷雄性成年小鼠生殖系統(tǒng)的SWP機制

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【摘要】： 超重(hypergravity)現(xiàn)象一直是航空航天人員面臨的主要問題之一。超重其物理定義就是物體對支持物的壓力或?qū)依K的拉力大于物體所承受重力的現(xiàn)象。宇宙飛船在起飛和再入大氣層階段時航天員都處于超重狀態(tài)�，F(xiàn)有的文獻的表明在進行宇宙空間飛行時,機體發(fā)生了一系列生理和病理的改變。然而,有限的飛行機會和宇宙空間飛行過程中出現(xiàn)的其他非重力影響因素要求我們建立一個在地面使用人工重力模擬超重的模型來研究超重對機體生理的影響。本課題我們采用了國際比較認可的“離心機模型”來模擬超重現(xiàn)象。 有文獻報道,宇宙空間飛行對雄性生殖生理存在許多不利影響。相應(yīng)的“離心機模型”實驗中也發(fā)現(xiàn)一定程度的超重刺激會持續(xù)抑制睪酮分泌和精子的正常生成。然而,其中的發(fā)生機制尚為被闡明,隨著宇宙空間開發(fā)力度的增加,中國載人航空的發(fā)展,新的登月計劃的開始以及在可預(yù)見的將來人類的月球定居,關(guān)于超重對人類生殖系統(tǒng)的損傷作用,及其發(fā)病機制,尋找用于治療和預(yù)防這種損傷的藥物靶點都是亟待解決的問題。 本課題主要研究內(nèi)容包括: 1.利用“離心機模型”研究超重刺激對雄性小鼠生殖系統(tǒng)生理功能的危害。本實驗表明在一定強度的超重(3.3G)刺激下,小鼠的精子數(shù)目和活力都隨著刺激次數(shù)的增加而減少,5天后變化達到顯著程度,而在這個過程中睪丸和體重的變化不明顯;在超重刺激5天后,用western blot實驗檢測凋亡相關(guān)蛋白caspase-3,促凋亡因子bax和抑制凋亡因子bcl-2的表達,發(fā)現(xiàn)睪丸細胞發(fā)生了明顯的凋亡,Tunel實驗表明凋亡主要發(fā)生在睪丸間質(zhì)細胞和精原細胞;同時檢測到血清中睪酮含量明顯下降,但小鼠的性行為能力指標“捕捉次數(shù)”變化不明顯。 2.找到超重刺激后小鼠睪丸中所出現(xiàn)的一個重要的差異蛋白“swiprosin-1”(SWP);并驗證和明確該蛋白和超重的關(guān)系。在超重刺激下,睪丸中SWP蛋白的表達隨著刺激時間的延長而增加,并且隨著刺激強度的增加而增加;免疫組化實驗顯示這種蛋白在小鼠睪丸中主要分布在睪丸間質(zhì)細胞(Leydig cell)。 3.明確該蛋白超重刺激后表達變化并非因為應(yīng)激引起的。 考慮到接受超重刺激后的動物其本身也處于應(yīng)激狀態(tài),為了確定SWP在睪丸中的表達變化并不是由于動物處于應(yīng)激狀態(tài)下所出現(xiàn)的非特異性改變,我們給予動物各種常見的應(yīng)激刺激(冷,熱和缺氧)后發(fā)現(xiàn),SWP在睪丸中的表達并沒有發(fā)生明顯改變;在細胞水平,應(yīng)用長效、強效的糖皮質(zhì)激素類藥物“地塞米松”和小鼠特有的“應(yīng)激激素”皮質(zhì)酮來作用于原代培養(yǎng)的小鼠睪丸間質(zhì)細胞,SWP蛋白的表達并沒有發(fā)生明顯改變。這些結(jié)果提示我們SWP蛋白在睪丸的表達上調(diào)對于超重刺激具有特異性。 4.研究該蛋白的表達變化對小鼠生殖系統(tǒng)的影響。 通過使用由慢病毒包裝的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染小鼠睪丸間質(zhì)細胞的方法在睪丸局部注射該病毒,并以空白病毒作為陰性對照;當SWP表達被干擾后,局部SWP表達下調(diào),發(fā)現(xiàn)精子數(shù)目和精子活力明顯下降;同樣方法,使睪丸局部SWP蛋白的表達上調(diào)后,發(fā)現(xiàn)精子數(shù)目和精子活力也明顯下降了。首先告訴我們超重刺激后SWP蛋白的表達上調(diào)造成了對生殖系統(tǒng)的損傷,其次也提示了SWP蛋白的作用并非簡單地單向地影響小鼠生殖系統(tǒng)的功能,其表達水平在睪丸中有適宜量,超過或低于這個表達量都會對生殖系統(tǒng)造成不利影響。 5.研究該蛋白與Leydig細胞凋亡之間的關(guān)系。 培養(yǎng)原代的Leydig細胞,通過將質(zhì)粒轉(zhuǎn)染入細胞,干擾和過表達SWP蛋白的表達,通過檢測caspase-3剪切體和前體,bax和bcl-2蛋白的表達,結(jié)果顯示SWP蛋白低表達時睪丸間質(zhì)細胞的凋亡減少,而SWP蛋白高表達時,凋亡的發(fā)生減少。 6.研究該蛋白與一氧化氮之間的關(guān)系。 培養(yǎng)原代的Leydig細胞,通過將質(zhì)粒轉(zhuǎn)染入細胞,干擾和過表達SWP蛋白的表達,結(jié)果顯示SWP蛋白低表達時睪丸間質(zhì)細胞的iNOS表達增加,相應(yīng)的NO的產(chǎn)生增加而SWP蛋白高表達時,iNOS表達下降,NO的產(chǎn)生減少,而eNOS表達在兩種情況下變化都不明顯。 7.研究該蛋白與睪酮合成之間的關(guān)系。 培養(yǎng)原代的Leydig細胞,通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)染細胞,干擾和過表達SWP蛋白的表達,結(jié)果顯示SWP蛋白低表達時睪丸間質(zhì)細胞分泌的睪酮增加,而SWP蛋白高表達時,睪酮的濃度明顯下降,同時檢測了細胞內(nèi)cAMP的含量,未檢測到明顯變化,提示SWP對睪酮的分泌有影響但并非通過影響cAMP。 綜上所述,在超重刺激作用下,雄性小鼠睪丸中SWP蛋白的表達增加,通過排除了這是超重刺激時所伴隨的應(yīng)激引起這種蛋白表達發(fā)生變化的可能性,認為這種蛋白的表達上調(diào)對于超重刺激具有特異性。同時也發(fā)現(xiàn)SWP的表達增加可以損傷雄性成年小鼠的生殖系統(tǒng)功能。其中睪丸間質(zhì)細胞凋亡的增加以及其分泌睪酮的減少可能是SWP蛋白的作用機制,而睪丸中SWP蛋白表達下調(diào)時精子受到損傷的主要原因是iNOS的表達增加后睪丸中NO含量的增加所導(dǎo)致。本課題為預(yù)防和治療因為超重引起的生殖系統(tǒng)損傷找到了一個重要靶標蛋白。
【學(xué)位授予單位】：第二軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：R85

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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本文編號：1206598