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目的:探讨900MHz手机频率电磁辐射对大鼠睾丸氧化损伤尤其是Prdx2和Prdx4蛋白表达的影响,并探讨龟龄集对其作用机制。在前期研究基础上,以睾丸超微结构、抗氧化酶、过氧化物酶蛋白2(Peroxiredoxin2,Prdx2)和过氧化物酶蛋白4(Peroxiredoxin 4,Prdx4)表达为主要研究指标,选用中药龟龄集为干预因素,观察900MHz手机频率电磁辐射对大鼠睾丸的影响及龟龄集对其可能的作用机制。方法:将50只清洁级健康SD雄性大鼠随机均分为五组(n=10),分别为:假辐射组,4小时辐射组,8小时辐射组,4小时中药组,8小时中药组。假辐射组辐射0h,余组分别于900MHz电磁辐射(370μW/cm~2)下暴露4小时和8小时,持续15d,4小时中药组和8小时中药组辐射后灌胃龟龄集混悬液,其它3组灌胃纯净水。实验结束后处死取材。HE染色观察大鼠睾丸组织病理形态,透射电镜观察睾丸组织超微结构的变化,TBA法检测大鼠睾丸组织及大鼠血清氧化抗氧化指标变化,免疫组化和Western blot技术检测Prdx2、Prdx4蛋白的表达情况。结果1.各组大鼠一般情况比较实验过程中观察发现各组大鼠反应灵敏度未见明显变化,日常进食进水量正常,龟龄集组大鼠大便量增多,各组大鼠外观皮毛完整且色白有光泽,各组大鼠体重均逐渐上升,差异无统计学意义(P>0.05)。2.各组大鼠睾丸系数的比较对比各组间大鼠睾丸重量和睾丸系数,差异无统计学意义(P>0.05)。3.各组大鼠睾丸组织形态学比较假辐射组大鼠睾丸各曲细精管紧密连接,曲细精管内部各层结构完整;可见精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞(偶见)、精子细胞整齐排列,且管腔内充满成熟精子;与假辐射组相较,4小时辐射组大鼠睾丸组织学变化不显著,8小时辐射组睾丸生精小管结构清晰,各级生精细胞分布清楚,但微显疏松,小管腔内成熟精子数目减少;4小时中药组大鼠睾丸生精小管内各层细胞分层清晰完整,曲细精管腔内充满成熟精子;与8小时辐射组相较,8小时中药组大鼠睾丸组织形态基本正常。4.各组大鼠睾丸超微结构的比较与假辐射组比较,4小时辐射组精原细胞膜内陷,支持细胞与生精小管基膜稍有分离,细胞间间隙增宽,部分线粒体肿胀,嵴消失且内含空泡;与假辐射组比较,8小时辐射组曲细精管基膜增厚且与支持细胞间隙加宽,细胞与细胞间空泡明显,精原细胞可见细胞膜不规则化,明显凹陷,线粒体哑铃状畸形,线粒体部分嵴融合消失且内含空泡;与4小时辐射组相较,4小时中药组睾丸曲细精管基膜趋向正常化,支持细胞恢复紧密连接,细胞间间隙缩小,线粒体结构基本正常;与8小时辐射组相比,8小时中药组细胞间隙减小,曲细精管基膜与支持细胞连接趋于正常,偶见空泡,偶见线粒体肿胀、空泡。5.各组大鼠血清GSH、MDA含量和SOD、POD活性对比与假辐射组大鼠相比较,4小时辐射组和8小时辐射组血清谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性显著下降,丙二醛(malonic dialdehyde,MDA)含量均明显增多(P<0.05),8小时辐射组血清过氧化物酶(peroxidase,POD)活力明显下降(P<0.05);与4小时辐射组相较,8小时辐射组血清MDA含量明显增加,SOD活性降低(P<0.05);与4小时辐射组相较,4小时中药组血清组织MDA含量明显减少(P<0.05);与8小时辐射组比较,8小时中药组血清MDA含量明显减少,SOD活性显著增加(P<0.05);其他指标差异无统计学意义。6.各组大鼠睾丸组织GSH、MDA含量和SOD、POD活性对比与假辐射组大鼠比较,4小时辐射组大鼠睾丸组织SOD活力显著减低,8小时辐射组大鼠睾丸组织MDA含量均明显增加(P<0.05),GSH含量、SOD和POD活性显著降低(P<0.05);与4小时辐射组比较,8小时辐射组大鼠睾丸GSH含量降低;与8小时辐射组比较,8小时中药组大鼠睾丸组织MDA含量明显降低(P<0.05),GSH含量和SOD活性显著增加(P<0.05);其他指标间变化差异无统计学意义(P>0.05)。7.各组大鼠睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达的比较(免疫组化)假辐射组大鼠睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白在精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞均有表达,表达由精原细胞向精子细胞逐步增强,与假辐射组比较,辐射组睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达明显减低,精原细胞和初级精母细胞几乎无表达,次级精母、精子细胞和精子呈淡棕色,表达减弱。龟龄集组睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达平均光度值明显增加,尤其是8小时龟龄集组表达明显。与假辐射组对比,4小时辐射组和8小时辐射组大鼠睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达平均光度值明显降低(P<0.05),与4小时辐射组对比,8小时辐射组睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达降低,4小时中药组睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达明显增多(P<0.05);与8小时辐射组对比,8小时中药组睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达明显增多(P<0.05)。8.各组大鼠睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达的比较(Western blot)与假辐射组大鼠对比,其他组大鼠睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达平均灰度比值明显减少(P<0.05);与4小时辐射组对比,4小时中药组睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达明显增多(P<0.05);与8小时辐射组对比,8小时中药组睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达显著增加(P<0.05)。此外,与4小时辐射组相比,8小时辐射组睾丸组织Prdx2和Prdx4蛋白表达量下降(P<0.05)。9.各组大鼠睾丸组织凋亡情况比较各组大鼠睾丸组织均可见部分生精细胞凋亡,其细胞核呈棕黄色为阳性表达,假辐射组主要见于精原细胞;4小时和8小时辐射组可见于精原细胞、精母细胞和精子细胞,8小时辐射组可见部分成熟精子呈黄褐色表达;4小时中药组见于精原细胞,偶见于初级精母细胞;8小时中药组见于精原细胞,初级精母细胞,偶见于精子细胞。结论:1.900MHz手机频率电磁辐射后,大鼠睾丸组织超微结构明显改变,细胞膜及线粒体形态改变明显,大鼠睾丸组织氧化损伤加重,抗氧化酶活性降低,Prdx2和Prdx4蛋白在睾丸组织的表达减弱,各组细胞均有凋亡,具有时间效应关系。大鼠与人类虽不属于同一种属,且氧化损伤可能与辐射剂量有相关性,但此实验结果对临床有一定的指导意义,可使人类重视辐射的影响并做好预防。2.龟龄集可改善辐射致大鼠睾丸组织超微结构的损伤,增加Prdx2和Prdx4在睾丸组织的表达,降低氧化损伤,本研究仅对蛋白表达以及氧化情况做了简单的分析,但电磁辐射对人体组织器官损伤的深入机制未得到有效证实,尚需进一步研究。