一种创新的纳米技术方法，利用负载水杨酸的壳聚糖纳米颗粒来提升公羊精子解冻后的功能，减少细胞凋亡，并保持其超微结构

《Tropical Animal Health and Production》：Innovative nanotechnology approach using salicylic acid loaded chitosan nanoparticles to improve post-thaw sperm function, reduce apoptosis, and preserve ultrastructure in rams

　　

摘要

本研究旨在探讨在精液冷冻保护剂中添加水杨酸-壳聚糖纳米颗粒（SA-CNPs）是否能够提升拉赫马尼公羊解冻后的精子质量和功能，重点关注氧化应激、细胞凋亡、微生物污染以及精子超微结构的保存情况。研究从6只健康公羊中采集了8周内的精液，将其混合后，在含有不同浓度SA-CNPs（0、5、10、20和40 μM）的保护剂中进行冷冻保存。解冻后的分析表明，与对照组相比，SA-CNPs显著提升了精子的前向运动能力、存活率以及膜完整性（p?<?0.05）。二次回归分析显示存在剂量依赖性反应，预计在30 μM浓度时精子质量能得到最佳改善。精子运动学指标在20 μM SA-CNPs处理组中表现最佳。顶体反应分析结果显示，20–40 μM浓度范围内，具有完整顶体的活精子比例更高，而顶体受损的活死精子比例更低。抗氧化防御能力也得到增强，总抗氧化能力上升，核因子红细胞2相关因子2及其下游酶（过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶1、超氧化物歧化酶1）的水平增加，同时氧化应激标志物水平下降，20 μM浓度时的效果最为显著。细胞凋亡标志物也出现积极变化，表现为caspase-3水平降低，Bcl-2表达增加，凋亡精子比例下降。这些效应均呈现二次剂量依赖性反应，在30 μM浓度时达到峰值，而Bax表达则随着SA-CNPs浓度的增加而逐渐下降。此外，SA-CNPs还降低了细菌总数和大肠菌群数量，同时保护了精子的超微结构，包括质膜、顶体帽和线粒体。总体而言，这些结果表明，添加SA-CNPs可提升解冻后精子的功能，增强抗氧化防御能力，减少细胞凋亡，降低微生物污染，保护精子超微结构，20–30 μM是获得最佳冷冻保护和功能益处的最佳浓度范围。