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《武汉大学》 2010年
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枸杞多糖对低剂量电离辐射所致雄性大鼠睾丸组织损伤及其恢复作用的影响

崔晓燕  
【摘要】:电离辐射被认为是继“三废”和噪声污染之后的又一大影响居民健康的主要污染源,其敏感的靶器官之一是生殖系统。据调查显示,电离辐射是造成流产、不育、畸胎等的诱发因素,亦可使男性性功能下降。电离辐射可引起生殖细胞异常、染色体损伤以及使精子出现各种畸形表现。睾丸是精子形成的器官,精子发生过程受到电离辐射影响,可导致不育、遗传性疾病以及恶性肿瘤。 枸杞子(Lycium barbarum L.)是我国传统的名贵中草药,1998年卫生部认定枸杞子“既是食品又是药品”。枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharides, LBP)作为枸杞子的重要功能因子,具有免疫调节、降血糖、降血脂、抗衰老、抗疲劳等多项生物功能,但在抗辐射方面的报道甚少,尤其在辐射引起的生殖系统的损伤和对损伤的恢复方面国内外至今尚未见报道。本文旨在探讨枸杞多糖对低剂量电离辐射所致雄性大鼠睾丸组织损伤的拮抗作用以及对损伤恢复的影响,为长期接触辐射的工作者以及接受放疗的肿瘤患者的辐射防护和损伤的辅助治疗提供科学的理论依据。 第一部分枸杞多糖对低剂量电离辐射所致雄性大鼠睾丸组织损伤及其恢复作用的影响 目的:观察LBP对低剂量电离辐射所致雄性大鼠睾丸组织损伤及其恢复作用的影响。方法:Wistar雄性大鼠84只,按体重随机分为空白对照组、辐射对照组1、辐射对照组2、辐射对照组3、LBP+辐射组1、LBP+辐射组2、LBP+辐射组3,每组12只。LBP+辐射组1、2、3每次辐射前给予10 mg/kg LBP进行灌胃干预,于周1至周5用60Co Y射线治疗机对大鼠睾丸组织进行局部辐射,辐射4周,共20d,分别于末次辐射后1 d、7 d和14d处死,观察三个阶段的辐射损伤和恢复情况。辐射剂量:0.015Gy/只/d,总剂量:2.3 Gy/只。辐射对照组1、2、3每次辐射前灌胃相同体积的生理盐水后,接受相同条件的辐射,分别于末次辐射后1d、7d和14d处死。空白对照组每日灌等量的生理盐水,不接受辐射。本部分测定末次辐射后1d、7d、14d,各组睾丸及附性腺器官脏器系数,观察睾丸组织形态学改变以及超微组织结构。结果:LBP+辐射组1,2,3的睾丸系数较各自辐射对照组增加,以LBP+辐射组3最为明显(P0.01);LBP+辐射各组可以明显减少生精细胞的损伤,并可以促进生精细胞损伤的恢复,效果优于各自辐射对照组。结论:LBP可以明显拮抗低剂量电离辐射导致的雄性大鼠睾丸系数的降低,减少辐射对生精细胞的损伤,并可以有效促进末次辐射后1d、7d和14d各级生精细胞损伤的恢复,效果明显优于各自辐射对照组的自然恢复。 第二部分枸杞多糖对低剂量电离辐射所致雄性大鼠性功能损伤及其恢复作用的影响 目的:观察LBP对低剂量电离辐射所致雄性大鼠性功能损伤及其恢复作用的影响。方法:动物分组与处理同第一部分。性功能实验选择同批次饲养的84只健康雌鼠交配用。观察末次辐射后1d、7d和14d雄性大鼠的阴茎勃起潜伏期和性功能,测定精子计数和活率以及血清中性激素T、LH和FSH的水平。结果:与辐射对照组1、2、3相比,LBP+辐射组1,2,3的大鼠阴茎勃起潜伏期,扑捉潜伏期和射精潜伏期明显缩短,扑捉次数和射精次数明显增加(P0.01);精子计数和活率明显提高(P0.01),血清中性激素T水平显著上升(P0.01)。结论:LBP可以明显改善末次辐射后1d、7d和14d雄性大鼠的性功能,效果明显优于辐射对照组,机制可能是通过增加精子数量和活力,调节下丘脑—垂体—性腺轴的平衡紊乱而产生的。 第三部分枸杞多糖对低剂量电离辐射所致雄性大鼠睾丸组织抗氧化能力和DNA损伤及其恢复作用的影响 目的:观察LBP对低剂量电离辐射所致雄性大鼠睾丸组织抗氧化能力和DNA损伤及其恢复作用的影响。方法:动物分组与处理同第一部分。测定末次辐射后1d、7d和14d大鼠睾丸组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力以及还原型谷胱甘肽(GSH)含量,并用单细胞凝胶电泳技术(SCGE)测定睾丸细胞DNA链断裂情况。结果:LBP+辐射组1、2、3和各自辐射对照组相比,SOD活性、GSH含量、GSH-PX活力明显增高,MDA含量明显降低(P0.01)。低剂量电离辐射可以引起睾丸细胞DNA链的断裂,辐射对照各组睾丸细胞的尾长和拖尾百分率较空白对照组明显增高(P0.01);每次辐射前用LBP干预,LBP+辐射组1、2、3的细胞尾长和拖尾率较各自辐射对照组明显降低(P0.01)。结论:LBP可以明显清除低剂量电离辐射产生的过量的自由基,对氧化应激所致的睾丸细胞DNA的损伤具有明显的拮抗作用,并可以显著促进睾丸组织DNA损伤的恢复,效果明显优于各自辐射对照组的自然恢复。 第四部分枸杞多糖对低剂量电离辐射所致雄性大鼠睾丸细胞凋亡的影响 目的:观察LBP对低剂量电离辐射致雄性大鼠睾丸细胞凋亡的影响。方法:同第一部分。低剂量电离辐射后1d、7d和14d,用免疫组化法检测睾丸组织中Bcl-2、Bax、Caspes-3、Fas、P53和Hsp70的阳性细胞百分率;RT-PCR, Western Blot法检测P53和Hsp70的mRNA含量以及蛋白表达;流式细胞仪检测生精细胞中凋亡细胞的含量;激光共聚焦检测测睾丸组织Jc-1膜电位△Ψm和Flou-3的荧光强度。结果:LBP+辐射组1、2、3的Bcl-2和Hsp70的阳性细胞率较各自辐射对照组明显升高,而Bax、Caspes-3、Fas、P53的阳性细胞率明显降低,以LBP+辐射组3最为显著(P0.01); RT-PCR, Western Blot法发现LBP+辐射组3的P53 mRNA含量较辐射对照组3明显降低,而Hsp70mRNA含量则明显升高(P0.01);流式细胞仪检测发现,LBP+辐射组1、2、3的凋亡细胞含量较各自辐射对照组明显降低(P0.01);激光共聚焦显示LBP+辐射组1、2、3的线粒体膜电位相对荧光值较各自辐射对照组明显上升,而Flou-3的荧光强度明显降低(P0.01)。结论:LBP可以通过下调促凋亡基因Bax、Fas、Caspase-3、P53的蛋白表达,上调抑凋亡基因Bcl-2、Hsp70的蛋白表达以及增加睾丸细胞线粒体膜电位、降低细胞内Ca2+浓度来减少低剂量电离辐射诱导的睾丸生精细胞的凋亡,从而减少辐射引起的睾丸组织损伤,效果明显优于辐射对照组。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R285.5

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