铅暴露与膳食呋喃摄入加重慢性实验大鼠下丘脑-垂体-睾丸轴的毒性

Exposure to lead and dietary furan intake aggravates hypothalamus-pituitary-testicular axis toxicity in chronic experimental rats.

作者信息Solomon E Owumi, Uche O Arunsi, Moses T Otunla, Imisioluwa O Oluwasuji
PMID36529973
发布时间2022-09-28
DOI10.7555/JBR.36.20220108

实验完整度

包含动物整体实验(28天大鼠灌胃及饮水暴露)、精子功能分析、生化检测、激素ELISA、组织病理学等多项实验;但未提供体外机制实验或补充验证,机制仅基于提出模型。

主要模型

雄性白化Wistar大鼠 下丘脑-垂体-睾丸轴 大鼠精子 大鼠睾丸、附睾、下丘脑组织

重点核对

动物品系:雄性白化Wistar大鼠,体重约177g 暴露剂量:呋喃8mg/kg BW灌胃;PbAc剂量1、10、100μg/kg BW(饮水中) 暴露时间:28天连续处理 每组样本量:n=5 对照设立:对照组接受玉米油

摘要

铅(Pb)和呋喃是有毒物质,持续暴露可能损害人类和动物的生殖功能。因此,我们探讨了Pb和呋喃对雄性大鼠下丘脑-垂体-性腺生殖状态、氧化应激、炎症和基因组完整性的影响。我们发现,Pb和呋喃共同暴露降低了睾丸功能酶的活性、内源性抗氧化剂水平、总巯基和谷胱甘肽。精子异常、氧化应激和炎症的生物标志物以及p53表达随呋喃和Pb处理呈剂量依赖性增加。典型的大鼠性腺组织学结构特征也受到损害。总之,Pb和呋喃共同暴露通过降低大鼠的抗氧化防御、增加精子形态异常和减少循环中的生殖激素,诱导雄性生殖功能紊乱。这些病理生理改变如果持续存在,可能为促进生殖功能障碍和不育提供有利环境。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探讨铅和呋喃共同暴露对雄性大鼠下丘脑-垂体-睾丸轴生殖功能的影响及其机制。
核心机制
Pb和呋喃共暴露通过诱导氧化应激、炎症和基因组不稳定性,导致生殖功能紊乱。
主要证据
共暴露降低睾丸酶活性(ALP、LDH、G6PD、ACP)、内源性抗氧化剂(SOD、CAT、GPx、GST、GSH、TSH),增加氧化损伤(LPO、RONS)、炎症介质(NO、TNF-α)和p53水平,同时改变精子形态和生殖激素水平,组织学显示睾丸损伤。
研究意义
指出环境低剂量Pb和呋喃共暴露可能加剧男性生殖功能障碍和不育风险,强调对食品加工和环境污染的监管重要性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物分组与暴露处理

建立Pb和呋喃单独及联合暴露的慢性大鼠模型,评估其对生殖系统的影响。

将雄性Wistar大鼠随机分为6组(n=5),分别给予玉米油(对照)、呋喃(8mg/kg BW,口服)、PbAc(100μg/kg BW,饮水)、呋喃+PbAc1(1μg/kg)、呋喃+PbAc2(10μg/kg)、呋喃+PbAc3(100μg/kg),连续28天。

2

精子功能与形态评估

评估Pb和呋喃单独及联合暴露对精子质量的影响。

收集附睾精子,检测精子活力、存活率、数量和形态异常(头部、中段、尾部及总异常率)。

3

生殖激素水平检测

检测Pb和呋喃暴露对血清生殖激素的影响。

使用ELISA试剂盒检测大鼠血清中LH、FSH、睾酮和催乳素水平。

4

睾丸功能酶和氧化应激炎症标记物评估

评估Pb和呋喃暴露对睾丸功能酶活性和氧化应激、炎症、DNA损伤指标的影响。

测定睾丸、附睾和下丘脑组织中ACP、ALP、G6PD、LDH活性,以及SOD、CAT、GPx、GST、GSH、TSH、XO、MPO、LPO、RONS、NO、TNF-α和p53水平。

5

组织病理学检查

观察Pb和呋喃暴露对大鼠睾丸组织形态的影响。

取睾丸组织固定、石蜡包埋、切片、HE染色,显微镜下观察。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
呋喃Sigma--
谷胱甘肽Sigma--
过氧化氢Sigma--
格里斯试剂Sigma--
牛血清白蛋白Sigma--
磷酸氢二钠BDH Ltd. (UK)--
碳酸钠BDH Ltd. (UK)--
酒石酸钾钠William Hopkins Ltd. (UK)--
氯化钠BDH Ltd. (UK)--
酸性磷酸酶试剂盒Randox Laboratories Ltd. (UK)--
碱性磷酸酶试剂盒Randox Laboratories Ltd. (UK)--
乳酸脱氢酶试剂盒Randox Laboratories Ltd. (UK)--
p53 ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology (China)--
TNF-α ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology (China)--
促黄体生成素ELISA试剂盒Fortress Diagnostics (UK)--
促卵泡激素ELISA试剂盒Fortress Diagnostics (UK)--
催乳素ELISA试剂盒Fortress Diagnostics (UK)--
睾酮ELISA试剂盒Fortress Diagnostics (UK)--
G*Power软件University of Dusseldorf, Germany--
GraphPad Prism 8.3.0GraphPad, USA--
卡尔·蔡司显微镜Carl Zeiss (Germany)--
蔡司Axiocam 512相机Zeiss--
酶标仪Spectra Max 340Molecular Devices, USA--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物处理
动物品系:雄性白化Wistar大鼠,体重约177g;每组样本量n=5;暴露途径:呋喃8mg/kg BW口服,PbAc以1、10、100μg/kg BW溶于饮水;暴露时间28天;对照组接受玉米油;饮水自由摄取。
阅读提示:Materials and methods:Experimental outline
精子功能分析
精子活力、存活率、计数和形态异常的评价方法;分析材料为附睾精子。
阅读提示:Materials and methods:Analysis of sperm functional parameters
生殖激素检测
血清LH、FSH、催乳素、睾酮的ELISA检测,使用商业试剂盒,读取仪器为Spectra Max 340。
阅读提示:Materials and methods:Evaluation of reproductive hormone levels in the serum
生化指标检测
组织匀浆制备(0.1mol/L磷酸缓冲液,pH7.4);离心条件;检测项目包括ACP、ALP、G6PD、LDH、SOD、CAT、GPx、GST、GSH、TSH、XO、MPO、LPO、RONS、NO、TNF-α、p53。
阅读提示:Materials and methods:Determination of testicular enzyme biomarkers and biomarkers of oxidative stress, inflammation and DNA perturbation
组织病理学
睾丸组织固定、包埋、HE染色,显微镜检查(100×和400×),盲法评估。
阅读提示:Materials and methods:Histological assessment;Figure 12