褪黑素通过抗氧化-抗炎-抗凋亡三联机制缓解丙戊酸诱导的大鼠睾丸损伤的机制研究

本研究针对抗癫痫药物丙戊酸(Depakine)引发的睾丸氧化应激损伤问题，通过联合褪黑素(MLT)干预，证实MLT能显著改善丙戊酸导致的精子参数异常、睾丸组织结构破坏及激素水平下降。研究发现MLT通过激活Nrf2/GSH通路抑制ROS/MDA积累，下调NF-κB/TNF-α等炎症因子，调节Bax/Bcl-2/caspase-3凋亡蛋白，为临床预防抗癫痫药物生殖毒性提供了新策略。

　　

抗癫痫药物丙戊酸（商品名Depakine）作为一线抗惊厥药物，虽在神经系统疾病治疗中广泛应用，但其生殖毒性问题日益凸显。临床观察和动物实验均显示，长期使用丙戊酸会导致睾丸萎缩、精子质量下降和睾酮水平降低，这些副作用严重限制了其临床应用。更令人担忧的是，丙戊酸通过诱发氧化应激、线粒体功能障碍和炎症反应，破坏睾丸微环境，但其具体分子机制尚未完全阐明。与此同时，内源性激素褪黑素（Melatonin, MLT）因其卓越的抗氧化、抗炎和抗凋亡特性，在生殖系统保护方面展现出独特潜力，但能否逆转丙戊酸的睾丸毒性仍缺乏系统研究。

针对这一科学问题，曼苏拉大学的研究团队在《BMC Complementary Medicine and Therapies》发表了一项开创性研究。该团队设计了大鼠实验模型，通过联合给予丙戊酸（45 mg/kg）和褪黑素（20 mg/kg）持续14天，综合运用精子参数分析、睾丸组织病理学评估、免疫组化、ELISA检测和血液学分析等技术，首次系统揭示了褪黑素对抗丙戊酸生殖毒性的多靶点保护机制。

关键技术方法
研究选用雄性Wistar大鼠随机分为对照组、MLT组、Depakine组和MLT+Depakine组（n=5）。通过灌胃给药14天后，检测精子计数/活力/形态学参数；采用H&E染色观察睾丸组织病理变化；ELISA测定血清睾酮、睾丸氧化应激标志物（ROS/MDA/GSH）、炎症因子（NF-κB/TNF-α/IL-6/ICAM-1/MCP-1）及凋亡蛋白（Bax/Bcl-2/caspase-3）；免疫组化分析睾丸雄激素受体（AR）表达；全自动血细胞分析仪检测血液学指标。

MLT改善丙戊酸诱导的精子参数异常

Depakine组精子计数和活力分别降低68%和55%（P<0.001），异常精子率增加3.2倍。MLT联合治疗使这些参数恢复至接近对照组水平（P<0.01），电镜显示MLT有效减少丙戊酸诱导的香蕉形头/短尾等畸形精子（图2G→H）。

MLT保护睾丸组织形态学完整性

Depakine组出现生精小管萎缩（直径缩小31%）、基底膜断裂和生精细胞脱落（图3C）。MLT联合治疗显著维持小管周长和直径（P<0.001），恢复生精上皮层状结构（图3D），间质细胞密度接近正常。

MLT上调AR表达与睾酮合成

Depakine组AR表达降低72%（P<0.001），血清睾酮下降至对照组的38%。MLT使AR免疫阳性信号增强2.8倍（图4D），睾酮水平提升242.7%（P<0.001），证实MLT通过AR-T通路促进生精功能。

MLT纠正丙戊酸血液学毒性
Depakine导致RBC、Hb、PLT等参数显著下降（P<0.01），呈现贫血特征。MLT联合治疗使所有血液学指标恢复至正常范围（图5），提示MLT对骨髓造血功能的保护作用。

MLT调控氧化应激-炎症-凋亡网络

机制研究发现：1）MLT激活Nrf2通路使睾丸GSH升高2.1倍（P<0.001），同时降低ROS/MDA水平57%/49%（图6）；2）下调NF-κB、TNF-α等炎症因子40-65%（图7）；3）调节凋亡平衡，使Bax/caspase-3降低55%/48%，Bcl-2升高2.3倍（图8）。

研究结论与意义
该研究首次阐明褪黑素通过三重协同机制缓解丙戊酸睾丸毒性：① 通过Nrf2/GSH通路重建氧化还原平衡；② 抑制NF-κB介导的炎症级联；③ 调控Bcl-2/Bax凋亡开关。这种多靶点作用使MLT能同时改善精子发生微环境、激素合成和造血功能，为临床联合用药提供了理论依据。特别值得注意的是，MLT在20 mg/kg剂量下未表现毒性，且其昼夜节律调节特性与抗癫痫治疗具有天然协同潜力。该成果不仅拓展了褪黑素在生殖医学中的应用场景，更为开发抗癫痫药物毒性拮抗剂提供了新思路。