鉬暴露對(duì)雌性小鼠胚胎體內(nèi)發(fā)育的影響

張玉玲，白玉濤，劉鳳軍，張 才，陳曉麗，楊自軍

(1.河南科技大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，河南 洛陽(yáng)471003;2.輪臺(tái)縣草原站，新疆 輪臺(tái)841600)

0 前言

環(huán)境污染已成為全球問(wèn)題［1］。重金屬用于人類已達(dá)幾千年，長(zhǎng)期以來(lái)，盡管重金屬會(huì)嚴(yán)重影響人類及動(dòng)物健康，但至今人類仍繼續(xù)暴露于重金屬環(huán)境中［2］。重金屬能夠引起畜禽各種生產(chǎn)指標(biāo)的變化［3-4］，以及體內(nèi)環(huán)境的失衡［5-6］。雌性動(dòng)物暴露于重金屬后，其生殖功能會(huì)因卵巢或生殖道等器官暴露于有毒物質(zhì)而降低［7］。重金屬通過(guò)干擾內(nèi)分泌 (如雌激素或孕酮)來(lái)改變卵巢的發(fā)育、形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能，進(jìn)而影響雌性動(dòng)物的生育［8］。已報(bào)道的重金屬鉛和鎘［9］，鋅和銅［10］對(duì)雌性生殖的均有顯著影響。

鉬(Mo)是一種重金屬，廣泛用于鋼和耐腐蝕合金的添加劑、鉬化學(xué)品中間體、工業(yè)催化劑、顏料、聚氯乙烯樹(shù)脂的阻燃劑等［11］。2010年，文獻(xiàn)［12］發(fā)現(xiàn)鉬對(duì)人類生殖健康具有明顯的副作用，其機(jī)制需深入研究。胚胎發(fā)育潛能是評(píng)價(jià)雌性動(dòng)物生殖能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)，根據(jù)上述進(jìn)展，本研究以雌鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，檢測(cè)了鉬暴露對(duì)胚胎體內(nèi)發(fā)育的影響，旨在為鉬毒理學(xué)研究、鉬污染造成的生殖能力下降或不孕的研究奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

清潔級(jí)性成熟期雌性ICR小鼠，體重28～35 g;鉬酸鈉(Na2MoO4·2H2O，購(gòu)自天津市化學(xué)試劑四廠)，臺(tái)盼藍(lán)(購(gòu)自Sigma公司)，孕馬血清促性腺激素(PMSG)(寧波市三生藥業(yè)有限公司)，人絨毛膜促性腺激素(HCG)(寧波市三生藥業(yè)有限公司)，礦物油(購(gòu)自Sigma公司)。

1.2 方法

1.2.1 染毒方案

取30日齡雌鼠，隨機(jī)分為對(duì)照、低、中及高鉬4組，在每組飲水中分別添加0 mg/L(對(duì)照)、200 mg/L(低)、400 mg/L(中)和600 mg/L(高)的鉬酸鈉，自由飲水，其他飼喂條件相同，染毒30 d。

1.2.2 染毒鼠超排與配種

染毒30 d后，對(duì)各組小鼠進(jìn)行超排，腹腔注射PMSG 10 IU，48 h后腹腔注射HCG 10 IU，注射完HCG后與正常雄鼠合籠過(guò)夜，當(dāng)晚計(jì)為第0 d，次日即第0.5 d早上檢查小鼠是否有陰道栓，見(jiàn)栓者視為交配成功。

1.2.3 胚胎發(fā)育及著床檢測(cè)

第3.5 d，頸部脫臼法處死部分交配成功雌鼠，用M2液沖洗子宮取出囊胚，鏡下觀察囊胚發(fā)育情況;第5.5 d對(duì)剩余小鼠尾靜脈注射0.5%臺(tái)盼藍(lán)(0.2 mL/只)，10 min后處死，剖檢觀察其子宮著色情況，藍(lán)染部位視為著床點(diǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行分析，著床率采用X2檢驗(yàn)，著床點(diǎn)數(shù)及子宮重量用t檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異顯著。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 鉬暴露對(duì)著床前胚胎發(fā)育的影響

為了檢測(cè)雌鼠鉬暴露對(duì)著床前胚胎發(fā)育的影響，本實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)了染毒處理后每組胚胎早期發(fā)育情況，并進(jìn)行了形態(tài)學(xué)觀察，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知:生殖毒性與鉬濃度呈劑量依賴關(guān)系。當(dāng)鉬酸鈉濃度大于400 mg/L時(shí)，染毒鼠胚胎發(fā)育力明顯下降，畸形程度及畸形率顯著增高(P＜0.05)。低鉬組胚胎的發(fā)育率及畸形率與對(duì)照組相比差異不顯著(P＞0.05)。隨著鉬濃度增加，正常胚胎數(shù)目減少，畸形胚胎數(shù)目遞增。胚胎畸形表現(xiàn)為卵裂球固縮、碎裂、破裂以及透明帶變形、破裂等(見(jiàn)圖1)。

表1 雌鼠鉬暴露對(duì)早期胚胎發(fā)育的影響

圖1 雌鼠鉬暴露胚胎形態(tài)

2.2 鉬暴露對(duì)胚胎著床的影響

雌鼠鉬暴露對(duì)胚胎著床有顯著影響，結(jié)果見(jiàn)表2。盡管雌鼠鉬暴露后對(duì)其著床率影響不明顯，只有高鉬組顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)，但是對(duì)胚泡的平均著床數(shù)影響很大，隨著鉬濃度的升高，著床數(shù)與對(duì)照組相比，顯著降低(P＜0.05)，當(dāng)鉬濃度達(dá)到600 mg/L時(shí)，其著床數(shù)不到正常小鼠的50%。

2.3 鉬暴露對(duì)卵巢及子宮的影響

染毒小鼠生殖器官表現(xiàn)出血性變化。攻毒小鼠子宮及卵巢出現(xiàn)不同程度的淤血，顏色較對(duì)照組深，其表面毛細(xì)血管多處明顯淤血;低、中、高鉬組子宮顏色較對(duì)照組依次加深。此外，小鼠卵巢表面的毛細(xì)血管還有充血現(xiàn)象。

表2 雌鼠鉬暴露對(duì)其胚胎著床的影響

3 討論

鉬是動(dòng)植物的必需微量元素之一［13］，但同時(shí)也是一種有毒的金屬物質(zhì)，過(guò)量攝入會(huì)導(dǎo)致機(jī)體中毒。本研究結(jié)果顯示:鉬具有明顯的雌性生殖毒性。

首先，鉬可導(dǎo)致早期胚胎發(fā)育異常，且攝入濃度越高，胚胎發(fā)育的畸形程度及畸形率越高。換言之，正常胚胎的數(shù)量及質(zhì)量受到明顯的影響。其機(jī)制可能是鉬通過(guò)與黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亞硫酸鹽氧化酶等結(jié)合后而發(fā)揮毒性作用的，因?yàn)殂f是這3種酶的輔酶［11］。作者以前的鉬暴露對(duì)小鼠卵母細(xì)胞影響的研究顯示(資料尚未公開(kāi)發(fā)表):鉬酸鈉可以抑制正常卵母細(xì)胞第1極體的釋放，并影響卵母細(xì)胞后期的卵裂率、桑葚胚率，且隨鉬劑量的增加卵母細(xì)胞發(fā)生明顯的皺縮、顆粒化等形態(tài)的變化，這與本研究結(jié)果相近。

其次，鉬對(duì)小鼠的胚胎的著床有明顯的副作用。本研究中高、中、低鉬組小鼠的平均著床胚泡數(shù)均顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明鉬對(duì)胚胎著床有明顯的副作用。其原因可能有胚胎及子宮兩方面因素:一是鉬影響小鼠胚胎發(fā)育質(zhì)量，致其畸形，使其無(wú)法正常著床;二是鉬引起生殖器官卵巢及子宮淤血，產(chǎn)生炎性反應(yīng)，造成生殖激素如孕酮等紊亂，致使子宮內(nèi)膜無(wú)法出現(xiàn)接受胚泡植入的“著床窗”，達(dá)到容受狀態(tài)，從而導(dǎo)致著床失敗。文獻(xiàn)［14］報(bào)道，鉬能引起小鼠肝腎腫大、淤血等現(xiàn)象，這與本研究中在卵巢及子宮上觀察到的現(xiàn)象相似。有研究證實(shí):多種動(dòng)物的卵巢受重金屬如鉛和鎘［9］，鋅和銅［10］等的影響，產(chǎn)生明顯的形態(tài)學(xué)變化，同時(shí)，低量時(shí)會(huì)刺激卵巢黃體孕酮的合成，而高劑量則抑制其合成［15］。鉛和鎘能改變類固醇的產(chǎn)生，直接影響顆粒細(xì)胞的功能［16］。文獻(xiàn)［17］報(bào)道，氯化鈷降低了豬顆粒細(xì)胞合成雌二醇的量。上述報(bào)道為研究鉬生殖毒性機(jī)制提供了啟示。

綜上所述，雌鼠鉬暴露可以引起小鼠的生殖毒性，增加胚胎畸形率，降低胚胎著床率，同時(shí)引起雌鼠生殖器官外在的病變。鉬如何誘發(fā)胚胎畸形，如何抑制胚胎著床，尚有待進(jìn)行進(jìn)一步研究。

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