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第二部分：cAMP-CREB/CREM通路及调控在纳米氧化钛致小鼠睾丸损伤中的作用

1。前言

关于TiO2雄性生殖毒性前些年就已引起关注[1]。如体外研究表明纳米TiO2 能够进入小鼠睾丸Leydig细胞后导致其活力和增殖下降，影响血红素加氧酶和类固醇生成性急性期调节蛋白表达[2]; 降低小鼠睾丸Sertoli细胞活力并发生严重凋亡[3]，免疫环境破坏[4, 5]。体内研究表明吸入纳米TiO2可引起Wistar大鼠睾丸氧化损伤[6]；将纳米TiO2腹腔注射到雄性小鼠体内后发现可以在小鼠睾丸内蓄积，证明纳米TiO2能通过血睾屏障[7]；可引起小鼠附睾精子浓度、精子活力等下降，畸形率上升和睾丸生殖细胞凋亡增加[8]；用纳米TiO2对雄性小鼠灌胃也发现精子活力下降，畸形率增加，睾丸间质细胞空泡化、Sertoli细胞肿大等[9]。我们实验室的前期研究也发现纳米TiO2灌胃雄性小鼠后纳米颗粒能够通过血睾屏障在睾丸组织或细胞中积累，造成性激素的不平衡，如雌二醇(E2)和孕酮(P4)显著增加，而促卵泡激素(FSH)、促黄体生成素(LH)和睾酮(T)水平显著下降；并且导致睾丸的严重病变，精子浓度和精子活力下降，畸形率显著增加，生育力显著下降，睾丸组织有155个基因明显上调，100个基因明显下调，这些基因分别涉及到内固醇代谢过程、凋亡、细胞分化、氧化应激反应、氧化还原活性、激素活性、精子发生和离子运输等[10]。我们实验室的研究也表明精子发生的抑制与睾丸特异基因如 Cdc2、Cyclin B1、Dmcl、TERT、Tesmin、TESP-1、XPD、XRCCI、Gsk3-和 PGAM4 表达改变[11]、生化功能的破坏如乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、山梨醇脱氢酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、Na+/K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶及 Ca2+/Mg2+-ATP酶活性的下降及其增加的酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和一氧化氮合酶活性[12]等有密切关系。研究进一步表明纳米TiO2暴露导致雄性小鼠生育力的下降与睾丸免疫功能的异常有密切关系，而睾丸免疫功能的异常又与TAM受体表达被抑制及TLR3介导的信号通路相关因子过度活化有关[13]。精子发生是指精原干细胞经过一系列发育分化阶段发展成为精子的过程，历经有丝分裂、减数分裂和精子形成三个阶段，这一特殊的细胞分化过程受多种因素的调控，而生精细胞内基因表达及相关信号通路的精细调节，在精子发生过程中起着决定性的作用。cAMP-CREB/CREM信号通路是其中的主要途径之一[14-16]，然而纳米TiO2暴露后该信号通路在生殖损伤中的作用文献报道甚少。