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微量元素硼影响动物生殖和免疫功能的作用机理研究

【摘要】:硼是人和动物不可缺少的微量元素之一,硼缺乏可致动物胚胎发育受阻、生殖和免疫功能出现异常,适量补硼对机体生殖和免疫功能有不同程度促进作用,高剂量硼则产生损伤甚至毒性作用。目前,硼影响人和动物生殖和免疫功能的作用机制尚不清楚。本研究通过体内和体外实验,研究不同剂量硼对大鼠睾丸ER表达与定位,脾脏淋巴细胞亚群与细胞因子分泌,以及睾丸、脾脏和体外培养猪卵泡颗粒细胞增殖与凋亡的影响,从不同层面揭示硼影响机体生殖和免疫功能的作用机制,以期为硼在动物生产和人类营养中的合理应用提供科学依据。研究体内试验选用刚断乳SPF级雄性SD大鼠为动物,体外试验选用猪卵泡颗粒细胞为研究对象。128只大鼠分为8组,分别饮用添加0、10、20、40、80、160、320和640mg/L硼的蒸馏水,体外分离培养猪卵泡颗粒细胞并分别添加0.01、0.1、0.5、1.0、2.0、50和100mmM硼。结果如下:饮水添加20和40 mg/L硼可显著增加60d和90d大鼠睾丸内ER含量和ER a阳性细胞率,促进ER α mRNA表达;显著升高90d大鼠血清IgG水平、脾脏INF-β和IL-4含量及CD3和CD4阳性细胞数;极显著促进90d大鼠睾丸和脾脏PCNA表达,抑制Caspase-3表达,降低CD3+T细胞中Caspase-3阳性细胞数。添加320和640m∥L硼则不同程度降低60d和90d大鼠睾丸内ER含量和ERa阳性细胞率,抑制ER α mRNA表达,明显降低90d大鼠血清IgG含量、脾脏INF-β和IL-4含量及CD3和CD4阳性细胞数;降低90d大鼠睾丸和脾脏PCNA阳性细胞数,增加Caspase-3阳性细胞数。体外细胞培养添加0.01、0.1、0.5和1.0mM硼可促进猪卵泡颗粒细胞增殖,降低其晚期凋亡率和死亡率;硼添加量高于2.0mM时,则可致猪卵泡颗粒细胞皱缩,胞核分解,早、晚期细胞凋亡率及死亡率显著增加。研究证明ER-α在硼影响睾丸发育和精子发生中起着重要作用,初步揭示细胞增殖和凋亡可能是硼影响机体生殖和免疫功能的重要机制。研究首次发现,适量添加硼(硼添加量0.01-1.0 mM)对体外培养猪卵巢颗粒细胞的生长有明显促进作用,对卵泡颗粒细胞的凋亡有明显抑制作用;高硼(添加量大于2.0mM)则对猪卵泡颗粒细胞生长有明显不良影响甚至毒性作用,加速卵泡颗粒细胞凋亡的发生,细胞死亡数目增多。

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