过氧化物还原酶4在睾丸热应激时的保护作用

目的:以过氧化物还原酶4(PRDX4)基因全敲除(PRDX4-/y)小鼠为模型,研究PRDX4在睾丸热应激时的保护作用. 方法:采用CRISPR/Cas 9技术对C57BL/6小鼠进行PRDX4基因全敲除,以野生型小鼠为对照,各24只.生长至性成熟(9周),PRDX4-/y和野生型组各12只小鼠睾丸43℃水浴热应激15 min,1次/d,连续3d;每组以25℃水浴作为热应激处理的对照.处理前、处理后1d和处理恢复5周后,各组均分别处死4只小鼠,取双侧睾丸组织,采用HE染色观察组织学变化、TUNEL法检测细胞凋亡率、Western印迹检测PRDX4表达水平、免疫组化染色观察氧化应激因子(HNE和8-OHdG)表达水平. 结果:与野生型小鼠比较,PRDX4基因全敲除小鼠的睾丸组织学、细胞凋亡和氧化应激因子表达差异不显著(P>0.05).43℃水浴热应激处理后PRDX4-/y小鼠[(38.65±2.57)%]和野生型小鼠[(13.21±1.434)%]生精细胞凋亡均显著升高(P<0.01),PRDX4-/y小鼠生精细胞凋亡率增加2倍,5周后生精功能恢复较野生型差.热应激处理后,PRDX4-/y,小鼠睾丸8-OHdG(38.25±1.19)较野生型小鼠(24.30±1.65)表达水平显著增加(P<0.01),而两组HNE的表达水平无显著差异(P>0.05);恢复5周后,PRDX4-/y小鼠生精细胞凋亡仍显著高于野生型小鼠[(3.09±0.16)%vs(1.45±0.11)%,(P<0.01)],PRDX4-/y小鼠睾丸生精细胞HNE的表达水平也高于对照组(28.57±0.56 vs 19±1.35,P<0.01),8-OHdG的表达水平也仍较对照组升高,但差异无显著性. 结论:PRDX4在睾丸处于应激状态时具有重要的保护性作用,并促进睾丸生精功能恢复.