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空气污染怎样影响男性精子质量?线粒体DNA拷贝数和端粒长度提供新方向


原创 上海天昊生物 

前不久,我们总结过线粒体DNA拷贝数(Mitochondrial DNA Copy Number)和端粒长度(Telomere Length)与人类的许多遗传疾病及癌症的发生发展、个体发育衰老过程,特别是环境暴露影响等多方面密切相关的微信文章(点击链接:人类线粒体DNA拷贝数近期研究汇总)。最近我们又对涉及到人类线粒体拷贝数和端粒长度的研究进一步搜集整理,发现好文章确实还有很多,再补充总结一些文章,列表如下:


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下面小编再挑选一篇最新发表的环境暴露方面文章进行解读。
英文题目:Sperm mtDNA copy number, telomere length, and seminal spermatogenic cells in relation to ambient air pollution: Results of a cross-sectional study in Jing-Jin-Ji region of China
中文题目:精子线粒体DNA拷贝数、端粒长度和精液生精细胞与环境空气污染的关系:中国京津冀地区横向研究结果
期刊名: J Hazard Mater.   
影响因子:9.038  
发表时间:2020-10-23


                                           

 

摘要一览

空气污染物与精液质量之间的关联证据有限,基于机制的生物标志物很少。研究者在我国石家庄的一家生育诊所招募了423名男性,以评估空气污染物与精液质量参数(包括常规参数、精子线粒体DNA拷贝数(mtDNAcn)、精子端粒长度(STL)和精液生精细胞)之间的关系。用普通Kringing模型对lag0-90、lag0-9、lag10-14和lag70-90天的PM2.5、PM10、CO、SO2、NO2和O3暴露样本进行了评估,用多元线性回归模型分析了暴露-反应相关性。CO、PM2.5和PM10与包括精子数量、活力和形态在内的常规精液参数呈负相关。此外,CO与初级精母细胞和mtDNAcn呈正相关,与STL负相关。PM2.5与mtDNAcn呈正相关,而与STL负相关。PM10和NO2与mtDNAcn呈正相关。研究者的发现表明,CO和PM可能损害精液质量,而精液生精细胞、STL和mtDNAcn的变化也表明有必要对这些机制给予更多的关注。
 
 
 

研究思路

 

 

 

研究结果

共有423名参与者符合纳入本研究的标准,表1描述了参与者人群统计和其他描述性统计。

表1、研究参与者表型特征。


 
根据基础模型的结果(表2和图1),空气污染物和常规精液质量参数有4个保持显著性关联。具体而言,在lag0-90和第lag70-90天,精子数量与接触CO有显著关联。然而,经过多次比较后,在lag70-90天精子数量与CO的关系变得不明显。对于精子形态分析,lag70-90天的PM2.5、PM10和NO2与异常精子头百分比呈正相关。
 
表2、在四个关键生物时间窗口内空气污染物和常规精液质量参数的估计值(95%置信区间)。



 

图1、在lag0-90、lag0-9、lag10-14和lag70-90期间,由基础模型估算的每种空气污染物暴露的四分位数与常规精液参数相关的回归系数。

 

在不止一个时间范围内,本研究观察到空气污染物与STL和精子mtDNAcn之间的显著关联(表3、图2)。例如,在lag 70-90天的PM2.5和PM10暴露与STL呈负相关,并且在多次比较调整后,这些显著性没有改变。此外,在第0-90天,STL与PM2.5的关联趋势0.05,这也经受住了随后的多重比较。

 

表3、在四个关键生物时间窗口内空气污染物和精子线粒体DNA拷贝数(mtDNAcn)、精子端粒长度(STL)和精液生精细胞的估计值(95%置信区间)。



 

图2、在lag0-90、lag0-9、lag10-14和lag70-90期间,由基础模型估算的每种空气污染物暴露的四分位数与精子线粒体DNA拷贝数(mtDNAcn)、精子端粒长度(STL)和精液生精细胞相关的回归系数。

 

 

 

研究结论

 
本研究结果表明,环境空气污染物,尤其是CO和PM可能会对精液产生不利影响。这些有害影响发生在精子发生阶段(lag70-90天)和精子成熟和储存阶段(lag10-14天和lag0-9天)。生殖细胞和空气污染物的显著联系为精子发生中断提供了直接证据。此外,与CO和PM相关的精子mtDNAcn和STL的改变可能为暴露于空气污染物时精液质量下降的潜在机制提供新的见解。

 

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