硒通过JNK信号通路对镉致睾丸生殖细胞凋亡的保护作用及其机理的研究

Cadmium (Cd) is a ubiquitous environmental pollution. The general population exposure to cadmium predominantly results from food chains and consumption of cadmium contaminated water. Cadmium essentially makes it an accumulative toxin mostly in the kidneys, testes, bones and other systems. Especially, testes are more sensitive to cadmium toxicity. Selenium (Se), a human body essential trace element, is essential for normal testicular development, spermatogenesis, spermatozoa motility and functions. Our previous in vivo studies showed that selenium could protect testes toxicity induced by cadmium. Therefore, the breakthrough point of the research is cadmium-induced testicular germ cell apoptosis. From the animal experiment, siRNA-JNK and JNK over-expression cell models, the further study aimed to explore cadmium-induced oxidative stress activation MAPKK4/JNK/c-Jun signaling pathway, thus activation Caspase-9, 3, and result in cascade reaction leading to testicular germ cell apoptosis. In addition, the study explored the relative protective mechanism of selenium against cadmium-induced testicular germ cell apoptosis and regulation MAPKK4/JNK/c-Jun signaling pathway. Hopefully, it will help to providing important theoretical basis, new clues and ways for the mechanism, prevention and control of human male reproductive toxicity exposure to cadmium.

镉（Cd）是一种广泛存在的环境污染物，可由食物链和饮用水进入人体，对机体肾、睾丸、骨骼等系统产生毒性，其中睾丸对镉毒性较敏感。硒（Se）是一种人体必需微量元素，研究发现对维持睾丸正常发育、精子生成、精子活力和功能是必需的。申请者基于前期研究发现硒对镉致睾丸毒性具有保护作用，因此，本项目以镉致睾丸生殖细胞凋亡为切入点，从体内外并采用siRNA-JNK和JNK高表达细胞模型进一步研究镉性氧化应激活化MAPKK4/JNK/c-Jun信号通路，从而激活Caspase-9，3，引发级联反应导致睾丸生殖细胞凋亡。以及抗氧化营养素硒对镉致睾丸生殖细胞凋亡的保护作用及其调节MAPKK4/JNK/c-Jun信号通路的机理。预期研究结果从分子水平上深入阐明镉通过氧化应激引起睾丸生殖细胞凋亡的机制，为镉性雄性生殖毒性的研究提供理论依据，也为人类镉暴露引起的男性（雄性）生殖毒性的预防和治疗提供新的线索和思路。

镉（Cd）是一种广泛存在的环境污染物，可由食物链和饮用水进入人体，对机体肝、肾、睾丸、骨骼等系统产生毒性，其中睾丸对镉毒性较敏感。目前认为镉致睾丸氧化应激是最主要的机制，并被认为是镉致睾丸损伤的早期反应。硒（Se）是一种人体必需微量元素，研究发现对维持睾丸正常发育、精子生成、精子活力和功能是必需的。申请者前期研究发现硒对镉致睾丸毒性具有保护作用，因此，本项目以镉致睾丸生殖细胞凋亡为切入点，主要研究了镉通过JNK信号通路导致睾丸生殖细胞凋亡及硒调节JNK信号通路抑制镉致睾丸生殖细胞凋亡的机理，获得较有意义的研究成果。应用整体动物实验发现，氯化镉（7mg/kg.bw）对ICR雄性小鼠从透射电镜和组织形态观察有明显的睾丸毒性作用，用TUNEL法观察镉可引起睾丸生殖细胞凋亡, 而硒可抑制镉导致睾丸毒性和生殖细胞凋亡。其机理是镉可引起睾丸氧化应激活性氧（ROS）升高，激活JNK1/2和ERK1/2磷酸化，引发级联反应活化Caspase-3，导致睾丸生殖细胞凋亡。抗氧化营养素硒可降低镉引起的睾丸氧化应激活性氧（ROS），抑制JNK1/2和ERK1/2磷酸化及Caspase-3的活化从而对镉引起的生殖细胞凋亡具有保护作用。研究结果从分子水平上深入阐明镉通过氧化应激引起睾丸生殖细胞凋亡的机制，为镉性雄性生殖毒性的研究提供理论依据，也为人类镉暴露引起的男性（雄性）生殖毒性的预防和治疗提供新的线索和思路。本项目为镉致睾丸毒性及其预防和治疗积累了大量的资料，为以后申报新的国家自然科学基金项目奠定了基础。