L-肉碱过量补充对健康NMRI小鼠精子发生及功能的负面影响:DNA损伤与氧化还原失衡机制

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Tissue and Cell 2.7

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  针对抗氧化剂滥用可能引发的"抗氧化悖论"问题,罗扬研究所团队系统研究了L-肉碱(LC)不同剂量(20/100/500 mg/kg)对雄性小鼠生殖功能的影响。发现高剂量LC(500 mg/kg)虽未改变精子常规参数,但显著降低精子DNA完整性(P<0.05),并诱发肝脏脂质沉积,提示过量LC可能通过破坏染色质稳定性损害男性生育力,为临床合理使用抗氧化剂提供了重要依据。

  

在当代生殖医学领域,抗氧化剂被广泛用于改善男性不育,但日益凸显的"抗氧化悖论"(Halliwell, 2000)引发学界担忧——过量补充可能打破氧化还原平衡,甚至诱发还原性应激。L-肉碱(LC)作为兼具代谢调节和抗氧化特性的明星分子,其安全剂量范围始终缺乏系统研究。罗扬研究所团队在《Tissue and Cell》发表的研究,首次揭示了高剂量LC对生殖系统的"双刃剑"效应。

研究采用40只NMRI雄性小鼠,分设对照及20/100/500 mg/kg三个LC剂量组,通过精子运动力分析、染色质完整性检测(CMA3/Aniline Blue染色)、DNA碎片评估(Acridine Orange)等技术,结合肝脏病理学检查,全面评估了LC的生殖毒性。

身体及器官重量变化显示,仅LC500组肝脏重量显著增加(2.98±0.10 vs 2.44±0.39g, P=0.008),睾丸和附睾重量无差异,提示肝脏是LC过量的主要靶器官。

精子参数与氧化状态方面,三组精子浓度、活力及睾丸氧化指标(MDA、TAC)无统计学差异,但LC500组精子染色质异常显著升高:CMA3染色显示前核蛋白缺陷增加,Aniline Blue提示组蛋白滞留,Acridine Orange证实DNA碎片增多(P<0.05),这种"隐形损伤"在常规精液分析中难以察觉。

肝脏病理学发现LC500组出现明显脂滴沉积,而对照组肝脏结构正常,这与临床NAFLD病理特征高度吻合。值得注意的是,尽管存在这些异常,各组生育指数却未见降低,研究者推测年轻卵母细胞的DNA修复能力可能暂时掩盖了生育力损伤。

讨论部分深入剖析了LC的剂量依赖性效应:在生理范围内,LC通过调节酰基-CoA/CoA比例(Vaz and Wanders, 2002)和激活NRF2/SIRT3通路发挥抗氧化作用;但超生理剂量可能通过以下机制产生危害:(1)破坏精子染色质压缩,导致DNA易受ROS攻击;(2)诱发肝脏代谢紊乱,间接影响生殖内分泌;(3)干扰氧化还原信号,产生"还原性应激"(Pérez-Torres et al., 2017)。

该研究具有重要临床指导价值:首先,证实了"天然抗氧化剂无毒"的认知误区,500 mg/kg剂量(相当于人体等效剂量约40mg/kg)即出现不良效应;其次,建立了精子DNA完整性作为LC安全性的敏感指标;最后,为制定男性生育力保护的LC补充阈值提供了实验依据。未来研究需关注LC与其他抗氧化剂的协同效应,以及不同生理状态下(如肥胖、高龄)的剂量调整策略。

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