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【目的】研究雄性生殖细胞系暴露于三手烟后的代谢改变。【材料和方法】三手烟样本的制作过程如下:将3M公司的色谱纸放入一个6立方米的不锈钢密闭室连续20天以上,总暴露时间为32小时,总烟雾接触量为545 mg。将富集三手烟的暴露纸称重并切成小块,每0.15g纸加3ml无血清的培养基提取三手烟溶液。检测不同浓度的三手烟溶液染毒小鼠雄性生殖细胞系(小鼠精母细胞系、小鼠睾丸支持细胞)后的细胞活力,流式细胞仪检测细胞凋亡、细胞周期,高内涵分析系统检测三手烟染毒小鼠雄性生殖细胞系后的多参数细胞毒性;用荧光探针DCFH-DA进行活性氧检测;气相色谱法检测三手烟染毒小鼠雄性生殖细胞系后的代谢小分子物质的改变。逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测代谢小分子相关代谢酶的表达。【结果】不同浓度的三手烟溶液染毒小鼠雄性生殖细胞系后,发现50μg/ml的三手烟不影响细胞活力,此剂量的尼古丁、可替宁和NNK的含量分别为84.0μg/ml,7.3μg/ml和0.16μg/ml。三手烟(50μg/ml)染毒两种小鼠雄性生殖细胞系后,细胞周期、细胞凋亡和多参数细胞毒性都没有明显改。三手烟染毒小鼠精母细胞系后,正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)显示染毒组与对照组能明显分开,谷胱甘肽(GSH)和甘氨酸的浓度在三手烟处理组显著高于对照组。流式细胞技术未观察到活性氧含量的改变。进一步探讨谷胱甘肽通路发现谷胱甘肽合成酶(GSS)的mRNA水平上升,γ-谷氨酰转移酶(GGT)的mRNA水平下降。三手烟染毒小鼠睾丸支持细胞系后,正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)显示染毒组与对照组能明显分开,核酸代谢相关的小分子(尿嘧啶、胸腺嘧啶、脱氧胸苷一磷酸(DTMP)、丙二酸、亚精胺和腺苷),氨代谢相关的小分子(羟胺和谷氨酰胺)发生改变。这些代谢通路相关的酶,如胸苷激酶(TK),精胺合酶(SMS),谷氨酸-氨连接酶酶(glnA)的mRNA水平都发生下降。【结论】低剂量、无细胞毒性的三手烟可以显著改变两种雄性生殖细胞系的代谢,提示三手烟对雄性生殖细胞系有潜在毒性。