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浙江大学学报（农业与生命科学版）
浙江大学学报（农业与生命科学版）  2018, Vol. 44 Issue (5): 619-628    DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2017.12.081
动物科学与动物医学     
牛磺酸缓解镉诱导的鸡胚睾丸细胞氧化损伤的核转录因子E2 相关因子2/血红素加氧酶-1途径
柳梦琪，张广路，郭长权，杨婷宇，米玉玲* 
（浙江大学动物科学学院，浙江省动物预防医学重点实验室，杭州 310058）
Attenuating effect of taurine on oxidative damage and Nrf2/HO-1 pathway induced by cadmium in testicular cells of embryonic chickens
LIU Mengqi, ZHANG Guanglu, GUO Changquan, YANG Tingyu, MI Yuling*
(Zhejiang Province Key Lab of Preventive Veterinary Medicine, College of Animal Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)
 全文: PDF(2580 KB)   HTML ( ) 
摘要： 为探索牛磺酸对镉诱导的鸡胚睾丸细胞氧化损伤的缓解作用，采用18 日龄鸡胚睾丸细胞培养模型，通过形态观察、细胞活力检测、生化指标检测、5-溴脱氧尿嘧啶核苷（5-bromo-2-deoxyuridine, BrdU）掺入、原位末端转移酶标记（TdT-mediated dUTP nick end labelling, TUNEL）、蛋白质印迹法、荧光定量聚合酶链式反应（polymerase chain reaction, PCR）和免疫荧光染色等方法，从细胞增殖、内质网应激、线粒体凋亡、核转录因子E2 相关因子2/血红素加氧酶-1（nuclear factor-erythroid 2 related factor-2/hemeoxygenase-1, Nrf2/HO-1）信号通路等方面研究其作用机制。结果显示，镉导致鸡胚精原细胞发生了氧化损伤。与对照组相比，镉处理组精原细胞出现了细胞核固缩、空泡化和染色质周缘化等变化，且镉处理后的细胞活性和精原细胞数目显著降低，过氧化氢、丙二醛和活性氧水平显著升高，超氧化物歧化酶活性显著降低，细胞增殖能力显著降低，凋亡细胞显著增多，内质网应激相关基因（GRP78和XBP-1）和凋亡相关基因（Cyt C、p53 和caspase 9）mRNA表达水平显著上升，Nrf2、p-Nrf2 蛋白的表达和HO-1mRNA表达水平显著上调（P＜0.05）。然而，牛磺酸与镉联合处理后，镉引起的氧化损伤得到明显缓解，鸡胚精原细胞数目和睾丸细胞活性回升，抗氧化水平和内质网应激得到改善，凋亡细胞显著减少，Nrf2 蛋白表达和细胞增殖能力趋于正常。以上结果说明，牛磺酸一方面通过恢复氧化系统与抗氧化系统平衡，另一方面通过抑制睾丸细胞凋亡和恢复睾丸细胞增殖，缓解镉引起的生殖毒性。
关键词： 镉;  牛磺酸;  氧化损伤;  核转录因子E2 相关因子2;  血红素加氧酶-1;  生殖细胞    
Abstract: To investigate the attenuating effect of taurine on oxidative damage induced by cadmium in testicular cells of embryonic chicken, embryonic testis cells from 18-day-old chickens were cultured in serum-free McCoy’s 5A medium as a model. By cell morphological observation, methyl thiazolyl tetrazolium (MTT) assay, biochemical index determination, 5-bromo-2-deoxyuridine (BrdU) incorporation, TdT-mediated dUTP nick end labeling (TUNEL) method, Western blotting (WB), fluorescence quantitative polymerase chain reaction (PCR) and immunofluorescence staining methods, cell proliferation, mitochondria signal, endoplasmic reticulum stress signal, nuclear factor-erythroid 2 related factor-2 (Nrf2) and hemeoxygenase-1 (HO-1) signaling were studied to reveal its action mechanisms. The results showed that, cadmium resulted in testicular germ cells of embryonic chicken more vulnerable to oxidative damage. Compared with the control group, the testicular germ cells treated with cadmium presented condensed nuclei, vacuolated cytoplasm and marginalized chromatin. After cadmium treatment, the number of germ cells and cell vitality of embryonic chicken testes decreased significantly. Hydrogen peroxide, malondialdehyde and reactive oxygen species increased significantly, but superoxide dismutase activity decreased significantly. Cell proliferative ability decreased significantly, while apoptotic cells increased significantly. The expression of endoplasmic reticulum stress related genes (GRP78, XBP- 1), and apoptosis-related genes (Cyt C, p53 and caspase 9) mRNA increased significantly. Meanwhile, the expression of Nrf2 and p-Nrf2 proteins and HO-1 mRNA increased significantly (P＜0.05). However, simultaneous supplementation with taurine significantly restored the oxidative damage induced by cadmium. The germ cell numbers and cell vitality increased apparently; the antioxidant levels and endoplasmic reticulum stress witnessed a return to normal levels. In addition, the number of cell proliferation increased but apoptotic cells experienced a decline, and Nrf2 expression was restored. Consequently, taurine can relieve reproductive toxicity of cadmium, not only by restoring the balance of oxidation and anti-oxidation, but also by promoting testicular cell proliferation and inhibiting apoptosis.
Key words: cadmium    taurine    oxidative damage    nuclear factor-erythroid 2 related factor-2    hemeoxygenase-1    germ cells
出版日期: 2018-10-30
CLC:  X 171.5  
基金资助: 国家自然科学基金（31472160，31772693）。
通讯作者: 米玉玲（https://orcid.org/0000-0002-8885-9105）     E-mail: yulingmi@zju.edu.cn
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柳梦琪
张广路
郭长权
杨婷宇
米玉玲

引用本文:

柳梦琪, 张广路, 郭长权, 杨婷宇, 米玉玲. 牛磺酸缓解镉诱导的鸡胚睾丸细胞氧化损伤的核转录因子E2 相关因子2/血红素加氧酶-1途径[J]. 浙江大学学报（农业与生命科学版）, 2018, 44(5): 619-628.

LIU Mengqi, ZHANG Guanglu, GUO Changquan, YANG Tingyu, MI Yuling. Attenuating effect of taurine on oxidative damage and Nrf2/HO-1 pathway induced by cadmium in testicular cells of embryonic chickens. Journal of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences), 2018, 44(5): 619-628.

链接本文:

http://www.zjujournals.com/agr/CN/10.3785/j.issn.1008-9209.2017.12.081    或    http://www.zjujournals.com/agr/CN/Y2018/V44/I5/619

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