乳酸杆菌对镉诱导睾丸毒性的缓解作用:炎症与生殖相关分子变化的探究

【字体: 时间:2025年04月05日 来源:Biological Trace Element Research 3.4

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  为解决镉(Cd)导致的睾丸毒性问题,研究人员开展了关于植物乳杆菌(L. plantarum)对 Cd 诱导睾丸毒性影响的研究。结果发现,L. plantarum 可减轻 Cd 诱导的炎症相关基因表达上升,缓解睾丸毒性。该研究为对抗 Cd 等重金属毒性提供了新方向。

  镉(Cd)作为一种危险的重金属,在农业和工业活动中大量排放到环境中,严重威胁人类和动物健康。它会在生物体内积累,引发各种器官毒性,尤其是对睾丸的毒性,可能导致生殖功能受损和精子质量下降。目前,寻找有效的防护剂来减轻镉的毒性迫在眉睫。在这样的背景下,来自土耳其阿塔图尔克大学(Atatürk University)的研究人员开展了相关研究。他们聚焦于植物乳杆菌(L. plantarum)对镉诱导睾丸毒性的影响,该研究成果发表在《Biological Trace Element Research》上,为应对镉污染危害提供了新的思路和方向。
研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面,选用 Sprague–Dawley 雄性大鼠,随机分为四组,分别为对照组、Cd 组、L. plantarum 组和 Cd + L. plantarum 组,进行为期 21 天的处理。在分子分析层面,运用 RNA 提取和 cDNA 合成技术获取睾丸组织的 RNA 并转化为 cDNA,通过实时荧光定量 PCR(qRT-PCR)检测与炎症和生殖相关基因的表达水平;同时,提取基因组 DNA 测定线粒体 DNA(mtDNA)拷贝数。在生化分析上,利用 ELISA 试剂盒测定睾丸组织中诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、8 - 羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)和肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)的含量 。

研究结果如下:

  • 炎症相关基因表达变化:Cd 暴露导致除 Nfkb 基因外,睾丸组织中 Tnf-α、Il-6、Cox-2、Inos、Foxo1、Foxo3 等炎症相关基因表达显著升高。单独使用 L. plantarum 处理,除 Il-6 基因外,其他基因表达无显著变化。而 Cd 与 L. plantarum 共同处理时,炎症相关基因表达升高幅度明显降低,接近对照组水平。
  • 生殖相关基因表达变化:Cd 暴露使 Dazl、Amh 和 Ddx4 等生殖相关基因的 mRNA 水平下降。L. plantarum 处理对这些基因的 mRNA 水平无显著影响,且 Cd 与 L. plantarum 共同处理也未改变 Cd 诱导的基因表达下降趋势。
  • TNF-α、iNOS 和 8-OHdG 生物标志物变化:Cd 暴露使睾丸组织中 TNF-α 和 8-OHdG 水平以及 iNOS 酶活性显著上升,而 Cd 与 L. plantarum 共同处理可减弱这种上升趋势。
  • 线粒体 DNA 拷贝数变化:Cd 暴露增加了睾丸组织中 mtDNA 拷贝数,Cd 与 L. plantarum 共同处理则使 Cd 诱导的 mtDNA 拷贝数增加显著降低。

研究结论和讨论部分表明,Cd 暴露会降低睾丸组织中生殖相关基因的水平,而 L. plantarum 在 Cd 诱导的睾丸毒性中通过调节炎症发挥了积极作用。它能够减轻 Cd 诱导的炎症相关基因 mRNA 水平升高、mtDNA 拷贝数增加以及 iNOS 和 8-OHdG 水平上升。这意味着 L. plantarum 有望成为对抗 Cd 及其他重金属毒性的有效生物制剂。然而,目前对于 Cd 诱导睾丸毒性的具体机制尚未完全明确,L. plantarum 发挥作用的详细途径也有待进一步研究。但此次研究为后续深入探索提供了重要的基础,对开发针对环境污染物的防护策略具有重要的理论和实践意义,有望为保障人类和动物生殖健康开辟新的道路。
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