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二硫化碳(Carbon disulfide,CS2)为应用广泛的有机溶剂。大量流行病学调查资料表明,长期接触一定浓度的CS2可使男工的性功能受到不同程度的影响,动物实验业已证实CS2能使染毒动物的睾丸萎缩,精子数减少,精子染色体畸变率增高。本研究从体内实验及体外实验两方面,观察CS2对雄性大鼠睾丸组织病理、细胞凋亡、支持细胞及基因FasL表达的影响,为探讨CS2对男(雄)性生殖损伤的某些可能机制提供科学依据。1.体内实验40只健康雄性Wistar大鼠随机分为三组CS2浓度组(分别为50mg/m3、250mg/m3、1250mg/m3)和对照组,吸入染毒,每天两2h,每周5d,共10周。染毒结束后,取大鼠睾丸以HE染色,电镜及末端转移酶标记技术(TUNEL法)从不同角度来观察在CS2作用下,睾丸组织病理及细胞凋亡的改变。结果显示(1)HE染色随CS2染毒浓度的加大,大鼠睾丸间质水肿加重;1250mg/m3浓度组大鼠曲细精管生精细胞的数目及层次明显减少。(2)电镜在50mg/m3、、250mg/m3浓度组可见间质细胞内质网扩张,精原细胞、初级精母细胞的线粒体发生肿胀,1250mg/m3浓度组支持细胞、间质细胞、精原细胞、初级精母细胞及精子细胞均出现胞浆空洞,精原细胞、初级精母细胞细胞线粒体肿胀加重,精子细胞线粒体也出现肿胀,精子纵切面“9*2+2”轴丝结构紊乱,微管溶解缺失。(3)TUNEL法随CS2染毒剂量的加大,睾丸组织中细胞凋亡指数增加,250mg/m3和1250mg/m3浓度组细胞凋亡指数与对照组比较有统计学意义(P< 0.05),异常增多的凋亡细胞以精母细胞为主。2.体外实验以曲细精管中唯一的体细胞作为靶细胞,0、60、120、240μmol/ml浓度的CS2作用于离体培养的大鼠支持细胞24小时后,MTT法检测其对支持细胞存活率,流式细胞术检测细胞凋亡及RT-PCR技术检测凋亡相关基因FasL表达的影响。结果显示CS2处理后的支持细胞存活率随作用浓度的增加而下降,当≥240μmol/ml浓度时,细胞存活率明显下降(P< 0.05)。随CS2浓度升高,细胞凋亡率增加,当浓度≥240μmol/ml时,支持细胞的凋亡率明显升高(P< 0.01)。凋亡相关基因FasL表达水平随CS2浓度增加表达量亦明显增加(P< 0.01)。从以上结果可以发现,CS2吸入染毒可导致大鼠睾丸间质水肿,睾丸曲细精管内生精细胞数目及层次减少;可使大鼠睾丸精原细胞、精母细胞、精子细胞、支持细胞及间质细胞内质网、生精细胞线粒体及精子尾部轴丝的超微结构发生病理变化;可导致曲细精管中细胞的凋亡率异常增高,异常凋亡细胞以初级精母细胞为主。以上变化最终可导致精子数减少、质量下降;体外实验发现CS2可使支持细胞存活率明显下降,凋亡异常增多,而支持细胞表达的FasL基因在支持细胞存活率下降及凋亡未明显发生时,其表达即明显上调,提示支持细胞FasL的异常表达可能是CS2致男(雄)性生殖损伤的分子机制之一。