纳米氧化锌暴露影响小鼠卵母细胞发育的研究

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纳米氧化锌(Zincoxidenanoparticles,nZnO)是常用的金属氧化物纳米颗粒之一,由于其良好的抗菌性、紫外吸收性以及光催化性能,已被广泛应用于医药卫生、化妆品、陶瓷、电子工业等领域。先前研究证实,nZnO可能会对女性生殖系统和生育力产生不利影响,然而关于nZnO暴露损害卵母细胞早期发生的研究尚未见报道。鉴于此,本研究借助卵巢体外发育模型和动物活体实验,系统研究了nZnO暴露对卵母细胞早期发生及后期卵泡发育的影响,结果如下:  利用机械法分离获得12.5天雌性胎鼠生殖嵴,添加不同浓度nZnO体外培养6天,利用激光共聚焦显微镜和透射电镜技术(Transmissionelectronmicroscope,TEM)观察到nZnO可进入到生殖嵴内部并在细胞质内积累;同时检测了DNA损伤标记蛋白γH2AX在减数分裂卵母细胞中的表达及分布情况,发现nZnO处理组γH2AX表达异常的卵母细胞比例显著高于对照组,DNA同源重组修复蛋白RAD51在nZnO处理组的阳性细胞比例也高于对照组;但是,ZnSO4及微米氧化锌(Bulkzincoxidenanoparticles,bZnO)处理组均未检测到γH2AX和RAD51的蛋白表达水平发生显著变化。此外,nZnO处理组Bax/Bcl-2的mRNA和蛋白水平均显著升高,TUNEL阳性细胞比例也显著增加。因此,体外试验表明nZnO暴露会使卵母细胞DNA损伤增加,并导致凋亡水平升高,进而损害小鼠卵母细胞早期发育。为了进一步研究孕期母体nZnO暴露是否会影响胎儿及雌性后代的卵巢发育,我们给怀孕12.5天的孕鼠连续两天尾静脉注射16mg/kgnZnO,选取17.5天胎鼠、出生3天以及21天小鼠卵巢进行分析,结果显示:与对照组相比,nZnO体内暴露增加了17.5天胎鼠卵母细胞减数分裂粗线期DNA损伤,抑制了出生3天小鼠卵巢中原始卵泡的形成,导致小鼠21天时各级卵泡的数目与比例均发生变化,但是后代卵母细胞质量及受精能力均未发生显著改变,即卵泡发育相关基因及蛋白的表达,以及卵母细胞体外成熟率未发生显著变化。  综上所述,一定剂量的nZnO暴露会损害胎儿卵子发生过程,造成后代卵泡发育异常。
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