浏览全部资源
扫码关注微信
2型糖尿病雄性小鼠生殖细胞形态学改变及凋亡机制研究
Influence of type 2 diabetes mellitus on the morphology and apoptosis of germ cells in male mice
- 重庆医科大学学报 2023年48卷第11期 页码：1331-1336
- 作者机构：
天津医科大学朱宪彝纪念医院检验科、天津市内分泌研究所、国家卫健委激素与发育重点实验室、 天津市代谢性疾病重点实验室，天津 300134
- 作者简介：
李 冲，Email：15122121545@163.com， 研究方向：主要从事糖尿病与雄性生殖相关研究。
牛文彦，Email：wyniu@139.com。
- 基金信息：天津医科大学朱宪彝纪念医院科研基金资助项目(2019ZDKF16);天津市医学重点学科（专科）建设资助项目(TJYXZDXK-032A)
DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.003368
中图分类号： R587.2收稿：2023-05-21，
修回：2023-06-29，
录用：2023-09-06，
纸质出版：2023-11-28
- 稿件说明：
移动端阅览
李冲,谢曦,王雅茹,等.2型糖尿病雄性小鼠生殖细胞形态学改变及凋亡机制研究[J].重庆医科大学学报,2023,48(11):1331-1336.
Li Chong,Xie Xi,Wang Yaru,et al.Influence of type 2 diabetes mellitus on the morphology and apoptosis of germ cells in male mice[J].Journal of Chongqing Medical University,2023,48(11):1331-1336.
李冲,谢曦,王雅茹,等.2型糖尿病雄性小鼠生殖细胞形态学改变及凋亡机制研究[J].重庆医科大学学报,2023,48(11):1331-1336. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003368.
Li Chong,Xie Xi,Wang Yaru,et al.Influence of type 2 diabetes mellitus on the morphology and apoptosis of germ cells in male mice[J].Journal of Chongqing Medical University,2023,48(11):1331-1336. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003368.
摘要
目的
2
通过构建2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）雄性小鼠模型探究2型糖尿病对睾丸组织形态学、睾酮分泌、精子生成等方面的影响。
方法
2
将24只8周龄C57BL/6J雄性小鼠随机分为2组：对照组10只和T2DM组14只。对照组小鼠基础饲料喂养，T2DM组给予高脂喂养。8周后对照组小鼠腹腔注射柠檬酸盐缓冲液，T2DM组小鼠腹腔注射60 mg/kg链脲佐菌素（streptozocin，STZ），持续5 d。饲养小鼠4周后断颈处死，分离出小鼠的血清、睾丸、附睾。通过精子计数、睾酮水平检测评估雄性小鼠生殖细胞生精功能；HE染色分析睾丸组织形态学变化；TUNEL染色检测睾丸生殖细胞的凋亡情况。ELISA检测雄性小鼠血清中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）水平；Western blot检测雄性小鼠睾丸组织中B细胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bcl-2-associated X protein，BaX）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（cysteinyl aspartate specific proteinase-3，Caspase-3）蛋白表达水平。
结果
2
与对照组相比，T2DM组小鼠体质量（26.00±2.85） g、精子数目（4.15±1.01）×10
6
个/L、睾酮水平（0.99±0.41） ng/mL均降低（
P
=0.000，
P
=0.009，
P
=0.041）；TUNEL结果显示：T2DM组小鼠睾丸生精小管各级生精细胞都有不同程度的凋亡，凋亡细胞数量（21.60±5.11，
P
=0.033）增加；ELISA结果显示：T2DM组小鼠血清氧化应激SOD（4.42±0.47） pg/mL和HO-1（2 968.00±536.10） pg/mL表达水平增加（
P
=0.000，
P
=0.008）。Western blot检测发现BaX（1.270±0.059）、Caspase-3（1.94±0.47）蛋白表达水平增加（
P
=0.008，
P
=0.041），且BaX与Bcl-2比值增大。
结论
2
2型糖尿病雄性小鼠血清睾酮含量显著降低，生精细胞凋亡增加，成熟精子数量减少，影响生殖能力。
Abstract
Objective
2
To investigate the influence of type 2 diabetes mellitus（T2DM） on testicular histomorphology，testosterone secretion，and spermatogenesis by establishing a male mouse model of T2DM.
Methods
2
A total of 24 male C57BL/6J mice，aged 8 weeks，were randomly divided into control group with 10 mice and T2DM group with 14 mice. The mice in the control group were fed a basal diet，and those in the T2DM group were fed a high-fat diet. After 8 weeks，the mice in the control group were given intraperitoneal injection of citrate buffer，and those in the T2DM group were given intraperitoneal injection of 60 mg/kg streptozotocin（STZ），for 5 consecutive days. The mice were sacrificed after 4 weeks of feeding，and the serum，testis，and epididymis of the male mice were isolated. Sperm count and testosterone level were measured to assess the spermatogenic function of germ cells in male mice；HE staining was used to observe the morphological changes of the testis；TUNEL staining was used to observe the apoptosis of testicular germ cells. ELISA was used to measure the serum levels of superoxide dismutase（SOD），malondialdehyde（MDA），and heme oxygenase-1（HO-1），and Western blot was used to measure the protein expression levels of B cell lymphoma/leukemia-2（Bcl-2），Bcl-2-associated X protein（BaX），and cysteinyl aspartate specific proteinase-3（caspase-3） in testicular tissue of male mice.
Results
2
Compared with the control group，the T2DM group had significant reductions in body weight [（26.00±2.85） g vs. （29.71±4.28） g，
P
=0.000
]
，sperm number [（4.15±1.01） ×10
6
/L vs. （5.56±0.70）×10
6
/L，
P
=0.009
]
，and testosterone level [（0.99±0.41） ng/mL vs. （19.85±10.23） ng/mL，
P
=0.041
]
. TUNEL staining showed that the T2DM group had varying degrees of apoptosis in spermatogenic cells at all levels of testicular seminiferous tubules，with a significant increase in the number of apoptotic cells（21.60±5.11，
P
=0.033）. ELISA showed that the T2DM group had significant increases in the expression levels of the serum oxidative stress markers SOD（4.42±0.47） pg/mL and HO-1（2 968.00±536.10） pg/mL（
P
=0.000 and 0.008）. Western blot showed significant increases in the protein expression levels of BaX（1.270±0.059） and caspase-3（1.94±0.47）（
P
=0.008 and 0.041） and BaX/Bcl-2 ratio.
Conclusion
2
Male mice with T2DM have a significant reduction in serum testosterone level，a significant increase in the apoptosis of spermatogenic cells，and a significant reduction in the number of mature spermatogenic cells，which affect reproductive capacity.
关键词
Keywords
references
Shi GJ ， Li ZM ， Zheng J ， et al . Diabetes associated with male reproductive system damages：onset of presentation，pathophysiological mechanisms and drug intervention [J ] . Biomedecine Pharmacother ， 2017 ， 90 ： 562 - 574 ．
Ferreira C ， Sousa M ， Rabaça A ， et al . Impact of metformin on male reproduction [J ] . Curr Pharm Des ， 2015 ， 21 （ 25 ）： 3621 - 3633 ．
张军荣 ， 徐惠明 ， 唐 锋 ， 等 . 2型糖尿病对患者精子DNA碎片率、AR和MMP的影响研究 [J ] . 浙江医学 ， 2022 ， 44 （ 23 ）： 2556 - 2558 ．
Zhang JR ， Xu HM ， Tang F ， et al . Sperm DNA fragment rate，AR rate and MMP in patients with type 2 diabetes mellitus [J ] . Zhejiang Med J ， 2022 ， 44 （ 23 ）： 2556 - 2558 ．
Singh AK ， Tomarz S ， Chaudhari AR ， et al . Type 2 diabetes mellitus affects male fertility potential [J ] . Indian J Physiol Pharmacol ， 2014 ， 58 （ 4 ）： 403 - 406 ．
曹 雯 ， 郑仁东 ， 范尧夫 ， 等 . 2型糖尿病男性患者睾酮水平与代谢指标相关性分析 [J ] . 四川大学学报（医学版） ， 2018 ， 49 （ 2 ）： 235 - 238 ．
Cao W ， Zheng RD ， Fan YF ， et al . Correlation between testosterone and metabolic index in male patients with type 2 diabetes mellitus [J ] . J Sichuan Univ Med Sci Ed ， 2018 ， 49 （ 2 ）： 235 - 238 ．
孙淑红 ， 戚双双 ， 孙臣友 . 雄性T2DM模型大鼠血清、生殖器官中NO、NOS、ET与CGRP的变化 [J ] . 中国老年学杂志 ， 2007 ， 27 （ 15 ）： 1468 - 1470 ．
Sun SH ， Qi SS ， Sun CY . Changes of NO，NOS，ET and CGRP in serum and reproductive organs of male T2DM model rats [J ] . Chin J Gerontol ， 2007 ， 27 （ 15 ）： 1468 - 1470 ．
许芳芳 ， 王 楠 ， 李刚强 ， 等 . 2型糖尿病小鼠模型的建立与评价 [J ] . 中国医学科学院学报 ， 2017 ， 39 （ 3 ）： 324 - 329 ．
Xu FF ， Wang N ， Li GQ ， et al . Establishment and assessment of mice models of type 2 diabetes mellitus [J ] . Acta Acad Med Sin ， 2017 ， 39 （ 3 ）： 324 - 329 ．
Sampannang A ， Arun S ， Burawat J ， et al . Comparison of male reproductive parameters in mice with type 1 and type 2 diabetes [J ] . Clin Exp Reprod Med ， 2020 ， 47 （ 1 ）： 20 - 33 ．
舒伟强 ， 李春华 ， 王惠秋 ， 等 . 2型糖尿病并发肺结核患者血糖水平与CT特征的相关性分析 [J ] . 中国防痨杂志 ， 2017 ， 39 （ 6 ）： 565 - 569 ．
Shu WQ ， Li CH ， Wang HQ ， et al . The study on the relationship between blood glucose level’s and chest CT features in diabetic patients complicated with pulmonary tuberculosis [J ] . Chin J Antituberc ， 2017 ， 39 （ 6 ）： 565 - 569 ．
Zirkin BR ， Papadopoulos V . Leydig cells：formation，function，and regulation [J ] . Biol Reprod ， 2018 ， 99 （ 1 ）： 101 - 111 ．
Oduwole OO ， Huhtaniemi IT ， Misrahi M . The roles of luteinizing hormone，follicle-stimulating hormone and testosterone in spermatogenesis and folliculogenesis revisited [J ] . Int J Mol Sci ， 2021 ， 22 （ 23 ）： 12735 ．
Dworzański J ， Strycharz-Dudziak M ， Kliszczewska E ， et al . Glutathione peroxidase（GP x ） and superoxide dismutase（SOD） activity in patients with diabetes mellitus type 2 infected with Epstein-Barr virus [J ] . PLoS One ， 2020 ， 15 （ 3 ）： e0230374 ．
Concepción-Zavaleta M ， Paz Ibarra JL ， Ramos-Yataco A ， et al . Assessment of hormonal status in male infertility. An update [J ] . Diabetes Metab Syndr ， 2022 ， 16 （ 3 ）： 102447 ．
Sandro LV ， Rosita C ， Enzo V ， et al . Diabetes Mellitus and Sperm Parameters [J ] . Journal of Andrology . 2012 ， 33 （ 2 ）: 145 - 153 .
Chatterjee S ， Khunti K ， Davies MJ . Type 2 diabetes [J ] . Lancet ， 2017 ， 389 （ 10085 ）： 2239 - 2251 ．
Oghbaei H ， Fattahi A ， Hamidian G ， et al . A closer look at the role of insulin for the regulation of male reproductive function [J ] . Gen Comp Endocrinol ， 2021 ， 300 ： 113643 ．
施长春 ， 白文俊 . 睾丸生精功能障碍的促生精治疗 [J ] . 中国男科学杂志 ， 2020 ， 34 （ 3 ）： 59 - 62 ．
Shi CC ， Bai WJ . Spermatogenesis-promoting therapy for testicular spermatogenic dysfunction [J ] . Chin J Androl ， 2020 ， 34 （ 3 ）： 59 - 62 ．
Zaker H ， Razi M ， Mahmoudian A ， et al . Boosting effect of testosterone on GDNF expression in Sertoli cell line（TM4）；comparison between TM3 cells-produced and exogenous testosterone [J ] . Gene ， 2022 ， 812 ： 146112 ．
Ceriello A ， Dello Russo P ， Amstad P ， et al . High glucose induces antioxidant enzymes in human endothelial cells in culture. Evidence linking hyperglycemia and oxidative stress [J ] . Diabetes ， 1996 ， 45 （ 4 ）： 471 - 477 ．
Barkabi-Zanjani S ， Ghorbanzadeh V ， Aslani M ， et al . Diabetes mellitus and the impairment of male reproductive function：possible signaling pathways [J ] . Diabetes Metab Syndr ， 2020 ， 14 （ 5 ）： 1307 - 1314 ．
Evans MD ， Cooke MS . Factors contributing to the outcome of oxidative damage to nucleic acids [J ] . Bioessays ， 2004 ， 26 （ 5 ）： 533 - 542 ．
Long LL ， Qiu H ， Cai B ， et al . Hyperglycemia induced testicular damage in type 2 diabetes mellitus rats exhibiting microcirculation impairments associated with vascular endothelial growth factor decreased via PI3K/Akt pathway [J ] . Oncotarget ， 2018 ， 9 （ 4 ）： 5321 - 5336 ．
0
浏览量
7
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 京ICP备09064830号-19
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
