摘要锌是机体必需的微量元素之一,在雄性生殖系统中,锌对睾丸和精子的发育以及功能尤为重要,锌稳态的变化影响着生育力。糖尿病患者体内锌水平已失调,并通过多个层面的作用导致男性不育。锌稳态的严格控制对于维持机体健康至关重要。锌离子平衡主要由锌转运蛋白两个功能相反的家族进行调节,包括Zips家族和ZnTs家族。本研究的目的是想通过探究锌转运蛋白在糖尿病雄性生殖性腺组织中的表达变化,对揭示糖尿病对雄性生育力影响的机制提供基础实验的一些数据。<br> 方法:将20只SD雄性大鼠随机分为对照组和糖尿病组(DM)各10只,对照组给予普通饲料喂养,DM组给予高脂高糖饲料喂养并于8周后一次性腹腔注射30 mg·kg-1链脲佐菌素,对照组腹腔注射等量枸橼酸钠缓冲液,空腹血糖大于11.7 mmol/L视为造模成功。于造模后4周处死各组大鼠,完整取出睾丸、附睾、精囊和前列腺组织,部分置于 10%福尔马林液中固定,剩余的组织立即放入液氮中,之后存放在-80℃。采用 HE染色观察上述组织的病理改变;应用免疫组织化学法确定 ZnT1、ZnT8、Zip1 和 Zip2在两组大鼠上述组织中的定位,Western Blot和RT-PCR检测ZnT1、ZnT8、Zip1和Zip2在两组大鼠上述组织中的表达变化。<br> 结果:(1)造模成功后4周,糖尿病组大鼠最终体重、空腹血糖、TG、TC、HDL-C、LDL-C 值分别为[(534.96±26.67)g、(16.48±1.47)mmol/L、(1.65±0.25)mmol/L、(2.82±0.28)mmol/L、(0.31±0.05)mmol/L、(0.43±0.06)mmol/L],与对照组大鼠最终体重、空腹血糖、TG、TC、HDL-C、LDL-C值分别为[(440.10±57.14)g、(6.72±1.16) mmol/L、(0.73±0.24)mmol/L、(1.49±0.38)mmol/L、(0.58±0.06)mmol/L、(0.29±0.04) mmol/L],差异均具有统计学意义(P<0.05);糖尿病组大鼠精子浓度[(36.44±4.88)×106/ml]和精子活力[(41.37±3.61)%]显著低于正常组[(45.36±7.90)×106/ml、(52.46±7.38)%],差异有统计学意义(P<0.05)。(2)HE 染色:对照组大鼠睾丸生精小管内的不同种类的细胞有序的排列着,结构也比较完整,层次分明,能见大量精子;附睾管内能够清楚的看到均匀分布的大量精子,并无规则地排列着,同时组织细胞内的核和胞质能够被清楚地观察到;精囊腺腔内含有嗜伊红分泌物,并且腺腔内有许多褶皱;前列腺通常生长静止,显示为薄上皮、内壁光滑,胞质染色较深并且比较完整。而DM组大鼠睾丸中生精小管内的细胞层数减少,有些间质细胞结构也发生了破坏,组织中间并出现空泡的现象,同时精子数量也大量减少;附睾内精子数量出现了明显减少,并在组织形态上发生了很多改变,同时在附睾上皮细胞出现了空泡样的变化以及部分主细胞的胞核也发生了溶解破裂的现象;精囊腺腔内褶皱减少,并且凝固腺的体积也相应减少;前列腺内壁褶皱增多,显示出上皮增生,胞质染色较浅并且比较疏松,结构发生了改变。(3)免疫组织化学染色:大鼠睾丸中ZnT1主要表达在质膜、间质细胞以及生精细胞细胞质内,并且对照组表达明显高于DM组;ZnT8在睾丸间质细胞和生精细胞胞质中均有表达,并且对照组明显低于DM组;Zip1和Zip2主要在睾丸生精细胞细胞质以及质膜中表达,并且对照组明显高于 DM 组。ZnT1 和 Zip1 在附睾主要表达腔内细胞质中,并且对照组低于DM 组;ZnT8 在附睾内主要表达附睾管内顶皮细胞、附睾上皮基底部细胞以及腔内胞质中,并且对照组低于DM组;Zip2在附睾内主要表达附睾管顶细胞以及腔内胞质中,并且对照组高于DM组。ZnT1、ZnT8、Zip1和Zip2均在在大鼠精囊腺上皮细胞的胞浆和胞膜上表达,并且ZnT1和Zip1的表达对照组明显高于DM组。ZnT1、ZnT8、Zip1和 Zip2 在大鼠前列腺中都主要表达在前列腺上皮细胞的胞浆与胞膜中,对照组稍微低于DM组。(4)Western blot和RT-PCR:ZnT1蛋白和mRNA表达量在睾丸和精囊中对照组明显高于DM组(P<0.05),在附睾中对照组显著低于DM组(P<0.05),ZnT1 mRNA表达量在DM组显著升高(P<0.05);ZnT8蛋白和 mRNA表达量在睾丸、附睾、精囊和前列腺四个组织中对照组均低于DM组(P<0.05);Zip1蛋白和mRNA表达量在睾丸和前列腺组织中对照组显著高于DM组(P<0.05),Zip1蛋白和mRNA表达量在附睾中DM组显著高于对照组(P<0.05);Zip2蛋白表达仅在附睾中对照组显著高于DM组具有统计学意义(P<0.05),在其它三个组织中差异均不有统计学差异。Zip2 mRNA的表达在 DM 组睾丸和附睾中降低,在精囊和前列腺中升高,除在精囊中没有统计学差异(P>0.05),其它两组间均有明显差异(P<0.05)。<br> 结论:ZnT1、ZnT8和Zip1、Zip2 mRNA和蛋白含量在糖尿病大鼠性腺中的表达变化,推测与锌稳态的平衡具有重要作用,推测糖尿病雄性大鼠性腺锌转运蛋白的变化可能造成生殖能力下降。
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