在过去的几十年里，人类和农场动物的生育率逐渐下降，与集约化的工业和农业发展同时发生。多种环境因素影响精子功能和生育能力，其中包括黄曲霉毒素，土传真菌的有毒副产物曲霉属真菌，参与植物物质的分解。黄曲霉毒素存在于各种食品中，如玉米、高粱、小米、大米和小麦。黄曲霉毒素对公众健康有很大的影响，因为它们在体内积累，可以在肝脏和肌肉等可食用组织以及牛奶和鸡蛋等动物性食品中找到。此外，在人类母乳和脐带血中发现了黄曲霉毒素，显然可以进入人类和动物发育中的胎儿。从不育男性的精液样本中发现了黄曲霉毒素。前者与精子数量和形态异常以及运动能力下降有关。黄曲霉毒素B1 (AFB1)是毒性最大的黄曲霉毒素，被列为人类和动物的致癌物和诱变剂。我们检测了AFB1对精子活力、顶体反应(AR)、线粒体膜电位(ΔΨm)和DNA完整性的直接影响。此外，我们执行了一个体外检测AFB1暴露对精子受精能力和早期胚胎发育的影响(图1)。

图1所示。实验设计示意图及主要结果。卵丘卵母细胞复合物(COCs)是从屠宰场获得的卵巢中提取的，并经过22小时的体外成熟。从附睾尾部或新鲜射精中取出精子，在没有或存在0.1、1、10或100µM AFB1的情况下进行4小时的体外获能。采用PI、FITC-PSA和JC-1荧光探针分别检测精子活力、顶体完整性和线粒体膜电位，采用Halosperm试剂盒检测DNA完整性，评价精子质量。精子活力下降，线粒体膜超极化，DNA损伤比例高。在检测到最有效的AFB1浓度后，使用在10µM AFB1存在下充能4小时的精子进行体外受精。受精18 h后，将受精卵转移到体外培养8天。在培养过程中，分别在42-44 h和7-8 d后评估卵裂率和囊胚形成率。观察到裂解率降低。

从公牛射精和附睾中获得精子并使其失能在体外无0.1、1、10或100µM AFB1或含AFB1 4小时。获能后，Ca诱导AR^２＋离子载体。荧光染色法同时检测精子膜的完整性和功能。使用盐精子DNA片段试剂盒评估DNA完整性。一个体外用培养系统评价牛卵母细胞的受精能力和囊胚形成率。

我们的研究结果证明了食源性毒素对精子的直接影响，同时探索了与AFB1暴露相关的潜在危害。特别是，精子暴露于低浓度AFB1几个小时会导致精子活力下降和线粒体膜的超极化，最明显的是射精精子，这表明不仅精子发生的早期阶段受到影响。将新鲜精液暴露在10µM AFB1优先化条件下会导致精子DNA损伤和受精能力受损，表现为卵细胞分裂成2细胞期和4细胞期胚胎的比例降低，但受精后7天胚胎发育成囊胚的比例不受影响。这里报道的卵裂率降低可能表示胚胎发育延迟而不是受精失败。为了支持这一假设，最近有报道称DNA受损的精子可以使卵母细胞受精。此外，受精后不久，卵母细胞开始修复过程，这表明胚胎可以修复精子来源的DNA损伤。另一方面，高比例的DNA损伤精子与发育中的囊胚代谢改变有关。这些发现表明，受损的DNA不仅会降低精子受精能力，而且会对胚胎发育产生负面影响。在目前的研究中，由afb1处理过的精子(即DNA受损的精子)发育的囊胚比例与对照组没有差异，因此不能排除这些胚胎的基因组不稳定性。

虽然AFB1引起细胞损伤的机制尚未完全阐明，但研究结果揭示了AFB1暴露引起的一些潜在改变和危害。由于精子对AFB1敏感，高质量的精液可能会被AFB1通过女性生殖道破坏。鉴于精子DNA完整性对发育中的胚胎的重要性，这些胚胎的质量仍然是一个悬而未决的问题。应该在RNA和蛋白质水平上进行进一步的评估，以评估在囊胚阶段可能存在的携带效应。

A. Komsky-Elbaz, M. Saktsier, Z. Roth
罗伯特·史密斯农业、食品与环境学院动物科学系，
希伯来大学，Rehovot 76100，以色列

出版

黄曲霉毒素B1损害精子质量和受精能力。
张建军，张建军，张建军
毒理学。2018年1月15日

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