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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 殺蟲(chóng)劑啶蟲(chóng)脒影響雄性小鼠生殖功能的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 作品首次系統(tǒng)地研究了啶蟲(chóng)脒對(duì)雄性小鼠生殖功能的影響及作用機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)：啶蟲(chóng)脒可以通過(guò)其代謝產(chǎn)物間接誘導(dǎo)睪丸中的氧化應(yīng)激對(duì)雄性小鼠的生殖功能產(chǎn)生毒害作用。本研究結(jié)果不僅為進(jìn)一步研究啶蟲(chóng)脒對(duì)人類(lèi)生殖的危害提供依據(jù)，而且全面評(píng)估了啶蟲(chóng)脒的生殖毒性，為合理使用殺蟲(chóng)劑奠定基礎(chǔ)；同時(shí)探索氧化應(yīng)激的作用機(jī)制，以尋找減輕殺蟲(chóng)劑生殖毒性的方法，確保人類(lèi)和動(dòng)物的生殖健康。
- 詳細(xì)介紹：
- 研究背景：生殖功能是人類(lèi)和動(dòng)物生存繁衍的基礎(chǔ)。世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示，目前全球的不孕不育率高達(dá)15%左右，不育癥已成為全球面臨的嚴(yán)重問(wèn)題。大量的研究表明，殺蟲(chóng)劑的廣泛使用是造成男性不育的重要原因。啶蟲(chóng)脒是一種氯化煙酰亞胺類(lèi)新型殺蟲(chóng)劑，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，目前市場(chǎng)占有量為全球殺蟲(chóng)劑的15-20%。國(guó)內(nèi)外關(guān)于啶蟲(chóng)脒的研究主要集中在神經(jīng)系統(tǒng)方面，目前還未見(jiàn)關(guān)于影響雄性生殖功能的報(bào)道。 試驗(yàn)設(shè)計(jì)：以殺蟲(chóng)劑啶蟲(chóng)脒為研究對(duì)象，以雄性小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，實(shí)驗(yàn)共設(shè)五組（啶蟲(chóng)脒、啶蟲(chóng)脒+VE作實(shí)驗(yàn)組；油、VE和空白作對(duì)照組），通過(guò)檢測(cè)小鼠的精液品質(zhì)、血漿睪酮水平及雄激素敏感器官重量的變化、生精器官的顯微和超微結(jié)構(gòu)來(lái)研究啶蟲(chóng)脒是否對(duì)雄性生殖功能產(chǎn)生毒害作用；通過(guò)檢測(cè)氧化應(yīng)激因子（MDA、NO、NOS、羥自由基）和抗氧化酶（CAT、GSH-Px、T-SOD、GSH、T-AOC）的變化、p38活性變化和添加VE來(lái)研究啶蟲(chóng)脒的毒害作用是否與氧化應(yīng)激有關(guān)；進(jìn)一步通過(guò)檢測(cè)睪丸和肝臟中啶蟲(chóng)脒的殘留以及血漿肝功能指標(biāo)（ALT、AST、ALP）的變化來(lái)確定啶蟲(chóng)脒對(duì)雄性生殖是直接作用還是通過(guò)其代謝產(chǎn)物間接作用。 研究結(jié)論： 1.啶蟲(chóng)脒損害了雄性小鼠的生殖功能； 2.啶蟲(chóng)脒對(duì)雄性小鼠生殖功能的損害與氧化應(yīng)激有關(guān)； 3.啶蟲(chóng)脒主要是通過(guò)其代謝產(chǎn)物間接作用于雄性小鼠的生殖功能。 研究意義：不僅為進(jìn)一步研究啶蟲(chóng)脒對(duì)人類(lèi)生殖的危害提供依據(jù)，而且全面評(píng)估了啶蟲(chóng)脒的生殖毒性，為合理使用殺蟲(chóng)劑奠定基礎(chǔ)；同時(shí)探索氧化應(yīng)激的作用機(jī)制，以尋找減輕殺蟲(chóng)劑生殖毒性的方法，確保人類(lèi)和動(dòng)物的生殖健康。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 撰寫(xiě)目的：旨在全面認(rèn)識(shí)啶蟲(chóng)脒的生殖毒性，為進(jìn)一步研究啶蟲(chóng)脒對(duì)人類(lèi)生殖的危害提供依據(jù)，也為合理使用殺蟲(chóng)劑提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；同時(shí)尋找減輕殺蟲(chóng)劑生殖毒性的方法，確保人類(lèi)和動(dòng)物的生殖健康。 基本思路：以殺蟲(chóng)劑啶蟲(chóng)脒為研究對(duì)象，以雄性小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，共設(shè)五組（啶蟲(chóng)脒、啶蟲(chóng)脒+VE作實(shí)驗(yàn)組；油、VE和空白作對(duì)照組），首次系統(tǒng)研究啶蟲(chóng)脒的生殖毒性和作用機(jī)制。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)嚴(yán)密合理，從多個(gè)角度論證氧化應(yīng)激的作用機(jī)制，避免單一方法所得結(jié)果的偶然性，增強(qiáng)結(jié)論的說(shuō)服力。 先進(jìn)性:采用了包括免疫印跡、LC-MS/MS等多種先進(jìn)方法，使研究水平從個(gè)體層次上升到細(xì)胞分子水平。 獨(dú)特之處： 1.首次系統(tǒng)研究了啶蟲(chóng)脒對(duì)雄性小鼠生殖功能的影響及機(jī)制。 2.研究涵蓋分子、細(xì)胞、整體三個(gè)層次，避免了單一水平的缺陷，充分體現(xiàn)了整合生物學(xué)的理念。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 生殖功能是人類(lèi)生存和繁衍的基礎(chǔ)，目前全球不孕不育率高達(dá)15%左右，殺蟲(chóng)劑的廣泛使用是造成男性不育的重要因素。作品首次系統(tǒng)地研究了啶蟲(chóng)脒對(duì)雄性小鼠生殖功能的影響和作用機(jī)制，為進(jìn)一步研究啶蟲(chóng)脒對(duì)人類(lèi)生殖的危害提供依據(jù)。 1.有助于全面認(rèn)識(shí)啶蟲(chóng)脒的生殖毒性，為合理使用殺蟲(chóng)劑奠定基礎(chǔ)； 2.在實(shí)際生活中，適當(dāng)服用一定量的VE可以減輕啶蟲(chóng)脒的毒害作用。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文目的是研究啶蟲(chóng)脒對(duì)雄性小鼠生殖功能的影響及作用機(jī)制。50只成年昆明公鼠(25-30g)被隨機(jī)分為5組(n=10/組；對(duì)照，空白，啶蟲(chóng)脒處理組，啶蟲(chóng)脒和維生素E組，維生素E組)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，啶蟲(chóng)脒明顯降低了小鼠的體重和雄激素敏感器官的重量，并且降低了血漿睪酮的水平，還降低了精子的數(shù)量、存活率、活力和頂體完整率。另外，啶蟲(chóng)脒還破壞了睪丸的曲細(xì)精管、降低了精子的生成，損壞了間質(zhì)細(xì)胞、支持細(xì)胞和生精細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn)，啶蟲(chóng)脒明顯增加了睪丸中丙二醛(MDA)、一氧化氮（NO）、一氧化氮合酶（NOS）和羥自由基的水平；降低了過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、總超氧化物歧化酶（T-SOD）、谷胱甘肽（GSH）和總抗氧化能力（T-AOC）的活性，并激活了p38途徑，而且維生素E能夠明顯降低啶蟲(chóng)脒對(duì)睪丸的損害作用，這表明啶蟲(chóng)脒對(duì)雄性小鼠生殖功能的損害作用與氧化應(yīng)激有關(guān)。另外，實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)啶蟲(chóng)脒在睪丸中的濃度遠(yuǎn)低于肝臟中的濃度并且使血漿中AST、ALT 和 ALP的水平升高，這表明啶蟲(chóng)脒可能通過(guò)其代謝產(chǎn)物誘導(dǎo)睪丸內(nèi)的氧化應(yīng)激，影響雄性小鼠的生殖功能。
獲獎(jiǎng)情況
- 期刊論文： 1.“Oxidative stress: role in acetamiprid-induced impairment of the male mice reproductive system”. Agricultural Sciences in China（SCI期刊），2011，10（5）：786-796.（封面論文）； 2.“啶蟲(chóng)脒通過(guò)氧化應(yīng)激損害小鼠睪丸的超微結(jié)構(gòu)”已被《畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)》錄用，將于2011年10月刊登。 所獲獎(jiǎng)勵(lì)： 1.2010年，第二屆“含弘杯”學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽校級(jí)二等獎(jiǎng)； 2.2011年，第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽市級(jí)特等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 科技查新結(jié)論：在所檢索的文獻(xiàn)范圍內(nèi)，除委托查新項(xiàng)目組研究成果外，未見(jiàn)啶蟲(chóng)脒對(duì)雄性小鼠生殖功能的影響以及作用機(jī)制是否與氧化應(yīng)激有關(guān)的相關(guān)報(bào)道，具有新穎性。
參考文獻(xiàn)
- 本研究使用的技術(shù)： （1）精液品質(zhì)的鑒定：按Elbetieha等所述方法進(jìn)行鑒定和評(píng)價(jià)。 （2）血漿睪酮水平的檢測(cè)：通過(guò)ELISA進(jìn)行檢測(cè)。 （3）睪丸細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的變化：采用透射電鏡檢測(cè)。 （4）p38激活狀態(tài)的檢測(cè)：采用Western blot檢測(cè)。 （5）啶蟲(chóng)脒在組織中殘留量的檢測(cè)：采用LC-MS/MS檢測(cè)。 （6）肝功能的檢測(cè)：按Manna 等所述方法利用生化自動(dòng)分析儀檢測(cè)。 文獻(xiàn)檢索目錄： [1].Elbetieha A，Da'as SI，Khamas W，et al. Evaluation of the toxic potentials of cypermethrin pesticide on some reproductive and fertility parameters in the male rats[J]. Arch Environ Contam Toxicol，2001，41(4): 522-528. [2].Manna S，Bhattacharyya D，Mandal TK，et al. Repeated dose toxicity of alfa-cypermethrin in rats[J]. J Vet Sci，2004，5(3): 241-245. [3].Tae HJ，Jang BG，Ahn DC，et al. Morphometric studies on the testis of Korean ring-necked pheasant (Phasianus colchicus karpowi) during the breeding and non-breeding seasons[J]. Vet Res Commun，2005，29(7): 629-643. [4].程群，林碧芬，黃萍，等. LC—MS／MS測(cè)定茶葉中吡蟲(chóng)啉和啶蟲(chóng)脒殘留量[J]. 福建輕紡,2009(10): 49-51.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 啶蟲(chóng)脒是一種新型廣譜殺蟲(chóng)劑，在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用十分廣泛，因而其安全性受到了廣泛關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于啶蟲(chóng)脒的研究主要有幾個(gè)方面： 1.啶蟲(chóng)脒主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)，但對(duì)機(jī)體功能也具有十分廣泛的影響。 Tan等研究發(fā)現(xiàn)啶蟲(chóng)脒可以異常激活昆蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)乙酰膽堿受體的活性。Kocaman等研究發(fā)現(xiàn)啶蟲(chóng)脒對(duì)體外培養(yǎng)的人外周淋巴細(xì)胞具有遺傳毒性。 2. 啶蟲(chóng)脒對(duì)動(dòng)物生殖功能的影響 Mylchreest等通過(guò)使妊娠期雌性動(dòng)物接觸殺蟲(chóng)劑發(fā)現(xiàn)其子代雄鼠成熟后睪丸腫脹，間質(zhì)細(xì)胞胞漿肥大，曲細(xì)精管延長(zhǎng)且存在大量多核精原細(xì)胞，精子生成量減少。盡管目前沒(méi)有啶蟲(chóng)脒對(duì)哺乳動(dòng)物生殖功能作用的報(bào)道。但Fernandez等的研究表明啶蟲(chóng)脒能夠影響不同品種種禽的產(chǎn)蛋量、孵化率、胚胎存活率和14d雛禽存活率。李廣領(lǐng)等報(bào)道實(shí)驗(yàn)鼠長(zhǎng)期攝取中高劑量啶蟲(chóng)脒會(huì)導(dǎo)致乳腺癌及下一代肋骨畸形。 3. 啶蟲(chóng)脒在機(jī)體內(nèi)的降解 Tomizawa等研究發(fā)現(xiàn)啶蟲(chóng)脒可以通過(guò)胃腸道吸入后在人和哺乳動(dòng)物體內(nèi)很快分解為6-氯霉素酸。庾琴等發(fā)現(xiàn)啶蟲(chóng)脒在植物體內(nèi)幾乎不降解，在油菜、黃瓜等常見(jiàn)蔬菜中有較長(zhǎng)的半衰期，而且土壤和水中也殘留有一定的啶蟲(chóng)脒。 4. 啶蟲(chóng)脒殘留的檢測(cè) 啶蟲(chóng)脒在生物體內(nèi)代謝很快，利用HPLC(高效液相色譜法)與SPE（固相萃?。┫嘟Y(jié)合已成功實(shí)現(xiàn)了從茶葉、土壤和水中檢測(cè)殘留的啶蟲(chóng)脒。用SPE和液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC/MS)的方法也從飲用水、蜂蜜、水果和蔬菜中檢測(cè)到了啶蟲(chóng)脒。以上這些方法所需的樣品量較大，而小鼠的各組織較小，這些方法都無(wú)法檢測(cè)到其中啶蟲(chóng)脒的殘留。 5. 啶蟲(chóng)脒對(duì)抗氧化酶活性的影響 啶蟲(chóng)脒能夠改變樹(shù)干葉內(nèi)多酚氧化酶(PPO)、過(guò)氧化物酶(POD)的活性，而且啶蟲(chóng)脒在細(xì)菌中不僅能提高SOD和CAT的活性，還能產(chǎn)生新的SOD同功酶以對(duì)抗氧化應(yīng)激，同時(shí)啶蟲(chóng)脒不僅可以改變體內(nèi)抗氧化酶的活性，其代謝產(chǎn)物還能作為煙堿的激動(dòng)劑和誘導(dǎo)性一氧化氮合酶（iNOS）的抑制劑。 盡管目前有較多關(guān)于啶蟲(chóng)脒的研究，但以下問(wèn)題仍需要進(jìn)一步研究： （1）啶蟲(chóng)脒對(duì)雄性動(dòng)物的生殖功能是否有毒害作用； （2）啶蟲(chóng)脒的作用是否與氧化應(yīng)激有關(guān)； （3）如何檢測(cè)啶蟲(chóng)脒在小鼠各組織中的殘留。
