慢性睡眠限制模型对与雄性大鼠睾丸生育能力下降相关基因表达的影响

作     者：陈文杨 

作者单位：河北北方学院 

学位级别：硕士

导师姓名：张癸荣

授予年度：2019年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

主      题：慢性睡眠限制 男性不育 DNA甲基化 基因表达 

摘      要：不孕不育系指育龄夫妇未采取避孕措施、同居一年以上未曾生育，是一种高度复杂的生殖系统紊乱疾病。世界上，近15%的育龄夫妇存在不孕不育问题，其中男性不育约占50%。男性不育的病因复杂，诸多内外因素均可致男性不育。睡眠障碍是影响男性生育能力的重要因素之一。睡眠障碍引起的男性不育患者的精子数量、精子活率和精子活力异常降低，畸形率异常升高。尽管已经有很多关于睡眠障碍对男性生育能力影响的研究——睡眠障碍可能影响下丘脑-垂体-性腺轴的激素合成和分泌功能，使生精过程所必需的睾酮含量减少，造成少精子症;可引起白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）和肿瘤坏死因子α（tumor necrosisfactorα, TNF-α）的升高，而产生免疫性男性不育;还可引起睾丸生精小管中生精细胞的一氧化氮（nitric oxide, NO）信号通路基因表达异常，使睾丸NO含量异常增加而造成Sertoli细胞和生殖细胞损伤，但是睡眠障碍造成男性生育能力降低的具体的分子机制尚不清楚。 本研究采用改良多平台法建立为期35天的大鼠慢性睡眠限制（chronic sleep restriction,CSR）模型，这比先前的研究周期更长。将大鼠随机分为3组——CSR组、模型对照（model control, MC）组及空白对照（blankcontrol, BC）组，MC组的目的是为了排除水环境对大鼠生育能力及睾丸基因表达的影响。评价各组雄性大鼠的性行为差异后，通过检测精子参数（浓度、活率、活力、畸形率）和睾丸组织病理学的改变，确定CSR模型对雄性大鼠生育能力的影响。通过 RNA测序（RNA sequencing, RNA-Seq）和DNA甲基化测序技术，找出CSR模型雄性大鼠睾丸显著性差异表达的基因，并进一步探究DNA甲基化基因表达调控机制是否参与这些基因的表达调控。 实验结果显示，CSR大鼠性行为较对照组无显著性变化;CSR组大鼠的精子浓度，活率和运动能力显著下降，而精子畸形率显著升高;睾丸组织病理学有显著性差异。RNA-Seq筛选出了217个显著差异表达的基因，其中显著高表达基因51个，显著低表达基因166个。DNA甲基化测序结果显示，上述基因表达的调控机制可排除 DNA 甲基化调控机制。通路分析（Kyoto Encyclopedia of Genes and genomic pathway analysis, KEGG pathway analysis）结果显示，这些显著表达差异基因在10个信号通路中富集，其中rno01100: Metabolic pathways通路富集度高达10.7%。 CSR能够通过影响雄性大鼠睾丸的基因表达，降低雄性大鼠的生育能力，且排除了DNA甲基化的基因表达调控机制。