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转化生长因子-β(Transforming growth factor-β,TGF-β)超家族是一类重要的睾丸功能局部调节因子,骨形成蛋白(BMP)是TGF-β超家族的一个大的组成部分。Smad(Sekclsky mothers against dpp)蛋白是TGF-β超家族下游一类细胞内信号转导分子,可将信号直接从细胞膜转导入细胞核内,具有转录活化的作用。Smads在睾丸中表达具有细胞类型及时空特异性,可介导上游分子参与生精过程的不同时相。电磁脉冲(Electromagnetic pulses,EMPs)是几乎包含电磁波谱的所有频段的电磁波,已知一定强度的电磁脉冲辐射会导致小鼠睾丸生精细胞的凋亡与坏死,并伴随着小鼠睾丸TGF-β及其受体表达的变化。但小鼠睾丸受到电磁辐射时,Smads蛋白及其介导的信号转导途径在睾丸辐射损伤及修复中的作用仍有待研究。本课题为了探讨Smads蛋白及其介导的信号转导途径在小鼠睾丸受到辐射损伤及损伤修复中的作用,应用免疫组织化学SABC法,并结合小鼠睾丸生精上皮周期的时相特点,对Smads蛋白在正常小鼠睾丸以及辐射后小鼠睾丸生精上皮周期的分布和表达进行了研究;通过原位末端标记术,HE染色法以及免疫组织化学法比较了正常小鼠以及受辐射小鼠睾丸生精细胞的凋亡情况和Smad4表达情况,试图分析Smad4蛋白及其信号转导途径与生精细胞凋亡的关系。结果表明:⒈辐射组小鼠Smad4、Smad1和Smad5在睾丸中的表达部位发生了细胞和时期特异性的变化。Smad4在正常成年小鼠睾丸中的免疫反应主要集中在间质细胞胞质,在Sertoli细胞中也有少量表达,而各级生精细胞未见阳性表达。EMP照射后Smad4在间质细胞中的表达较对照组显著降低(p<0.05),在生精小管中粗线期精母细胞胞质以及近管腔的精子细胞呈强阳性表达,并且在少量初级精母细胞中也有较弱表达。Smad1在正常成年小鼠睾丸中主要表达于第V至第X期粗线期精母细胞胞质,随后弱表达于晚期精母细胞和早期圆形精子细胞,间质细胞胞质中也可见少量阳性产物,而在除早期圆形精子细胞、变形精子细胞和Sertoli细胞均未见阳性表达。EMP照射后,Smad1在圆形精子细胞和释放期变形精子细胞中出现明显阳性反应,而在精母细胞中的表达却明显减弱(p<0.05)。Smad5在正常成年小鼠睾丸中强阳性表达于早期精母细胞和圆形精子细胞胞核,弱阳性表达于精原细胞胞核。EMP照射后,Smad5仅在释放期精子细胞及变形精子细胞中有阳性表达。2. HE染色显示辐射后1d即可见大量凋亡与坏死生精细胞向管腔排放,至辐射后28d生精小管结构基本恢复正常。3. TUNEL结果显示照射后各时间组生精细胞凋亡数量较对照组明显增加(p<0.01)。辐射组小鼠Smads在睾丸中的表达变化结果提示Smad4、Smad1和Smad5及其介导的信号转导通路在小鼠睾丸辐射损伤及其修复过程中可能发挥了重要作用。原位末端标记术检测结果提示Smad4及其介导的信号通路可能在EMP辐射后睾丸生精细胞凋亡过程中发挥重要作用。