鎘致河南華溪蟹精巢氧化損傷與細(xì)胞凋亡機(jī)制的研究.pdf

1、本文采用急性毒性實(shí)驗(yàn)方法，研究了鎘(Cd2+)對(duì)河南華溪蟹（Sinopotamonhenanense）精巢的氧化損傷及細(xì)胞凋亡的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)置了5個(gè)CdCl2處理組(7.25、14.50、29.00、58.00、116.00 mg/L)和一個(gè)對(duì)照組，時(shí)間為1、3、5和7d。為了研究Cd2+對(duì)精巢氧化應(yīng)激的影響，分別檢測(cè)了超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。為了探討Cd2

2、+是否在對(duì)精巢氧化損傷后進(jìn)一步引起生精細(xì)胞發(fā)生凋亡，分別采用蘇木素-伊紅(H.E.)染色法、顯微與亞顯微技術(shù)和瓊脂糖凝膠電泳法，從細(xì)胞形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)水平檢測(cè)生精細(xì)胞的凋亡。另外，對(duì)Cd2+誘導(dǎo)精巢細(xì)胞凋亡的機(jī)制進(jìn)行了初步探索。以不同濃度Cd2+處理7d，分別測(cè)定了過(guò)氧化氫(H2O2)含量、半胱天冬酶-3(Caspase-3)、半胱天冬酶-9(Caspase-9)和細(xì)胞色素c氧化酶(CCO)活性。結(jié)果顯示:
　　(1)精巢中SOD

3、、GPx、CAT活性隨著Cd2+濃度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。低濃度Cd2+可以顯著誘導(dǎo)抗氧化酶活力的升高;當(dāng)Cd2+濃度增大且處理時(shí)間延長(zhǎng)，酶活力下降并低于對(duì)照組水平。MDA含量隨著Cd2+濃度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。抗氧化酶活力的抑制和MDA含量的升高，表明精巢發(fā)生了嚴(yán)重的氧化損傷。
　　(2)H.E.染色發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組生精上皮中生精細(xì)胞排列有序，形態(tài)結(jié)構(gòu)完整，管腔中無(wú)脫落的生精細(xì)胞。隨著Cd2

4、+濃度的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)，出現(xiàn)生精細(xì)胞排列紊亂、生精細(xì)胞與精子數(shù)量減少、生發(fā)層出現(xiàn)空泡等組織病理學(xué)變化。熒光顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，凋亡的生精細(xì)胞逐漸增多。透射電鏡(TEM)觀察發(fā)現(xiàn)，生精細(xì)胞出現(xiàn)典型的凋亡特征，具體表現(xiàn)為細(xì)胞膜破裂、線粒體空泡化和核膜皺縮等。瓊脂糖凝膠電泳圖譜也出現(xiàn)凋亡細(xì)胞所特有的DNA梯狀條帶。
　　(3)處理7d后，隨著Cd2+濃度的增加，H2O2含量、Caspase-3和Caspase-9的活力呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，

5、而CCO活力呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。表明鎘誘導(dǎo)生精細(xì)胞產(chǎn)生了大量的活性氧自由基，破壞了線粒體中的電子傳遞鏈，并通過(guò)Caspase-9依賴的線粒體通路導(dǎo)致生精細(xì)胞凋亡。
　　結(jié)論:
　　(1)低濃度Cd2+能夠激活河南華溪蟹精巢組織中的抗氧化酶活力，以清除Cd2+誘導(dǎo)產(chǎn)生的活性氧自由基;而高濃度Cd2+則能夠抑制抗氧化酶活力，使精巢中的氧化還原平衡被打破，組織中活性氧增多，細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化加劇，最終導(dǎo)致精巢處于嚴(yán)重的氧化脅迫狀態(tài)。