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1、项目名称: 项目编号: 学生姓名: 联系电话: 所在学校和学院: 项目实施时间: 指导教师: 联系电话: 填表日期:湖南省大学生创新创业训练计划项目结题报告柚皮素-B-环糊精包合物对镉致精子损 伤的保护作用湘教通2019 219 号 2429胡振良长沙医学院第一临床学院2019年5至2022年5月袁衡2023年3月24日湖南省教育厅2023年制目录1 .结题报告32 .经验总结113 .项目申请书124 .实施方案165 .开题报告186,阶段性研究报告277 .中期检查报告358 .致谢信429 .成果复印件43湖南省大学生创新创业训练计划项目结题报告后口. 柚皮素-8-环糊精包合物对镉致精
2、子损项目名称:伤的保护俾项目 编号:湘教通2019219号2429学生姓名:胡振良联系电话:所在学校和学院:长沙医学院第一临床学院项目实施时间:2019年5至2022年5月指导教师:袁衡联系电话:填表日期:2023年3月24日湖南省教育厅2023年制一、基本情况项目名称柚皮素- P -环糊精包合物对镉致精子损伤的保护作用立项时间2019年5月完成时间2022年5月项 目 主 要 研 究 人 员序号姓名学号专业班级所在院 (系)项目中的分 工1黄耀1202017级临 床医学教改班临床学院方案制定与统 筹规划2何奉姣1202018级临 床医学二班临床学院数据收集和调 查研究3贺睿昕1202018级
3、临 床医学二班临床学院报告撰写和文 案保存4邓霖萱1202018级临 床医学二班临床学院报告撰写和文 案保存5二、研究成果简介项目研究的目的、意义;研究成果的主要内容、重要观点或对策建议;成果的创新 特色、实践意义和社会影响;研究成果和研究方法的特色。限定在2000字以内。(一)研究目的、意义本实验研究通过制成Nrg- YD包合物对低剂量镉污染雄性大 鼠灌胃干预治疗,对各项相关指标进行检测,结果表明,Nrg- -CD 中、高剂量组能够较为明显地抗脂质过氧化损伤,提高抗氧化酶 SODs GSH-Px的活性,降低MDA的含量,使得机体减少受ROS的破 坏,保护睾丸组织。同时降低血浆与睾丸组织内的含
4、镉量,减少镉 对机体的损伤,以及睾酮水平升高,维护HPG轴的稳定,使得精子 发生的微环境趋于平稳,部分恢复生精功能。另一方面,Nrg-P-CD 可能降低生精细胞的凋亡,使得精子密度以及畸形率得以提高,但 其作用机制尚有待研究。(二)研究成果的主要内容、重要观点或对策建议柚皮素是柚皮甘的甘元,是由柚皮甘水解一分子葡萄糖和鼠李 糖而得到的甘元,故别名为柚皮昔元,分子式为C15 H12 05,分子 量为272. 25 gmol,熔点约251C,常温下为白色针状结晶,易溶 于乙醇、乙醛和苯,几乎不溶于水。相关研究证实,多酚类化合物 (如类黄酮、花青素和酚酸等)有益于改善肥胖、高血压、高血 脂、心脑血管
5、疾病、代谢综合征等疾病。自然界中蔷薇科、芸香 科、柑橘属植物中含有大量的黄酮类化合物,柚皮素一般以柚皮背 的形式广泛存在于上述植物中,柚皮昔是典型的类黄酮,因而柚皮 素亦具有重要的生物学活性。但由于其水溶性和脂溶性均不好,易 氧化,体内吸收差,口服生物利用度较低等缺点,限制了其临床应 用。据文献报道以游离柚皮素计,柚皮素在兔体内的生物利用度仅 为4机但是可对柚皮素进行改进,从而大大的提高利用率。由于镉不是人体必需的微量元素,具有较强的致癌、致畸及致 突变作用,会造成骨骼、肝肾、遗传及免疫系统等的系列损伤,并 诱发多种癌症,正因为如此,联合国环境规划署(UNEP)将其列为 了具有全球性意义的危险
6、化学物质。同时,大量研究表明,镉可对 精子造成严重损伤。目前,没有相关文献报道柚皮素能应用于镉致精子损伤的保 护,更没有在这方面的直接研究报道。而柚皮素的抗炎、抑菌、抗 衰老等作用这些特性可能在镉致精子损伤的治疗过程中起到积极作 用,整理当前对柚皮素生物学性质的有限研究,暗示柚皮素能有效 的应用于镉致精子损伤治疗。假设柚皮素对镉致精子损伤治疗具有 积极作用,那它的作用效果和机制如何,这正是本课题要回答的问 题。基于上述研究背景,从以下几方面进行研究:1)多种激素水平的高 低、2)精子质量、3)精子悬液的含镉量三个方面来探究柚皮素的 作用效果和机制。(三)成果的创新特色、实践意义和社会影响从近年
7、的有关资料看,我国各地均存在着不同程度的镉污染问题。1980年农 业环境报告显示,我国镉污染耕地为9 333 hm2,到2003年达到1. 33X 104 hm2, 有11处污灌区土壤镉含量已达到生产“镉米”的程度。2014年发布的全国土 壤污染状况调查公报显示,全国耕地土壤点位超标率为19. 4%,其中,镉污染物 点位超标率达到7.0%,是主要的重金属污染物之一。目前,我国镉污染土壤的面积已达2105 km2,占总耕地面积的1/6,涉及11个 省市的25个地区,部分地区的污染十分严重。如作为我国最大水稻主产区的湖南 省,是土壤镉污染重灾区,具有覆盖范围广、面积大的特点。2013年的“镉米”事
8、 件震惊全国。以株洲市为例,2013年超标5倍以上的镉污染面积达1.6万hm2,重 度污染达34 410 hm2,这些耕地已经不宜耕种。再如上海蚂蚁浜地区污染土壤镉 质量分数达21.48 mgkg,广州郊区老污灌区土壤镉质量分数高达228.0 mgkgo 而沈阳张士灌区一闸土壤镉质量分数达576. 68 mg/kgo柚皮素(naringenin, Nrg)是柚皮甘的甘元,一种单体,属于二氢黄酮类 化合物,主要存在于芸香科植物葡萄柚、西红柿、葡萄以及柑橘类水果中。国内外 药理研究表明,柚皮素具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗纤维化、抗癌、抗肿瘤、抗病 毒、抗心律失常、镇咳、预防动脉粥样硬化、免疫调节脂肪
9、代谢、抗衰老、保护肝 功能以及类雌激素等多种药理活性,可被开发应用于医药、食品等领域。柚皮素在 人们日常生活中易获取,具有实践意义。本研究显示,染镉组的大鼠睾丸组织中的镉含量均非常明显上升,模型组相比 阴性对照组镉含量高40倍,表明镉能通过血睾屏障进入睾丸,是镉的靶器官之一。 精子密度与畸形率能够客观地反映睾丸功能的表达水平,本研究发现,低剂量的镉 可使精子密度下降72%,精子畸形率上升7倍,提示与镉感染引起氧化应激后导 致生精细胞凋亡有关,Ren等人通过BCI-2、Bax蛋白以及天冬氨酸蛋白水解酶 (Caspase)水平变化推测出镉染毒引发睾丸生精细胞凋亡为内源性(线粒体)凋 亡通路。本研究
10、结果显示,Nag-B YD能够提高精子密度以及降低精子畸形率。睾 酮参与精子发生的调控,LH可刺激睾丸间质细胞合成孕酮,并在3 B TSD的作用 下转化成睾酮,本研究结果显示,血清睾酮下降近50%而FSH与LH均出现了一定 程度下降,但是并没有统计学意义。LafUente等人表明,青春期Cd暴露与成年期 Cd暴露睾酮的水平变化相反,揭示了年龄阶段不同Cd暴露对其性激素造成不同损 伤效果,可能与GnRH不断刺激过量释放以及青春期过程中睾酮达到峰值有关。血 清性激素的水平变化提示下丘脑一垂体一性腺轴(HPG)受到Cd环境的影响进而使 得维系精子发生的微环境发生变化。(四)研究成果和研究方法的特色1
11、 .研究方法的特色:柚皮素是一种天然的具有多种生物活性的黄酮类化合物,广泛存在于柑橘 类、葡萄、西红柿等水果中,也是枳实、桃叶等中药的有效成分。大量研究表明, 柚皮素具有调节代谢、抗炎、抗氧化、抗纤维化、神经保护和免疫调节等作用11。 OrtiZ等人检测柚皮素毒理性研究中,发现其属于OECD的第五等级,表明柚皮素 毒性较小,安全性高。但柚皮素的水溶性较差,生物利用度不高,对此可以引入水 溶性较强的基团对其进行修饰,从而提高生物利用度。环糊精分子具有富电性的疏 水空腔和亲水性的外壁,常用作克服药物水溶性、稳定性差的药物分子载体14。 Guo. XU等人研究表明柚皮素一 一环糊精包合物(Nrg-B
12、 -CD)的水溶性及生物活 性均显著提高。2 .研究成果的特色:本实验研究通过制成Nrg-CD包合物对低剂量镉污染雄性大鼠灌胃干预治 疗,对各项相关指标进行检测,结果表明,Nrg-B YD中、高剂量组能够较为明显 地抗脂质过氧化损伤,提高抗氧化酶SOD、GSH-Px的活性,降低MDA的含量,使得 机体减少受ROS的破坏,保护睾丸组织。同时降低血浆与睾丸组织内的含镉量,减 少镉对机体的损伤,以及睾酮水平升高,维护HPG轴的稳定,使得精子发生的微环 境趋于平稳,部分恢复生精功能。另一方面,Nrg-B YD可能降低生精细胞的凋亡, 使得精子密度以及畸形率得以提高,但其作用机制尚有待研究。三、项目研究
13、总结报告预定计划执行情况,项目研究和实践情况,研究工作中取得的主要成绩和收获, 研究工作有哪些不足,有哪些问题尚需深入研究,研究工作中的困难、问题和建 议。(字数不限,可加页面)(一)预定计划执行情况1.2019. 05-2019. 07:完成团队组建,技术培训、资料检索2.2019.09-2019. 12:小鼠,柚皮素、仪器试剂消耗品购买并构建镉致小鼠 精子损伤模型模型小鼠3. 2020.01-2020. 02:进行试验 L 1T. 34. 2020. 04-2021.04:实验数据整理与统计分析、论文的撰写、投稿审修发表临床研究:结合实验观察与各类资料,研究其临床意义;总结分析:实验数据整
14、理与统计分析、论文的撰写,投稿审修发表。2021年01月-2022年05月:总结课题,成果汇报与结题。(二)项目研究和实践情况2019年4月-5月成功立项2019年6月项目开题并书写开题报告2020年3月一 12月在主持人胡振良的组织下完成实验研究,并收集实验结 果撰写论文2020年12月按照项目研究进度完成阶段性研究报告、实验数据整理与统计 分析、论文的撰写,投稿审修发表。2023年5月组织项目结题()研究工作中取得的主要成绩和收获1 .在国家级普通期刊养生保健指南发表论文柚皮素研究概述2 .在普通期刊医学概论发表论文柚皮素- B -环糊精包合物对镉致精子 损伤的保护作用(四)研究工作中有哪
15、些不足:本阶段预期根据课题的技术路线进行实验探究、实验观察和数据收集;后期 对实验数据和结果的分析和探讨,同时对课题实验进行总结和与同类型的课题实 验进行交流,撰写论文;与预期计划流程比较,实际操作中镉染模型建立周期较长,但是操作难度不 是特别大,模型组的精神状态、活动度以及食欲情况不稳定并且毛发的颜色偏黄, 体重增长前期迅速,后期基本维持平衡,而且出现轻微的凝血障碍,在灌胃过程 中狂躁不安,时常会出现突然性跳动,使操作过程出现一些小插曲。干预过程中, 柚皮素-B -环糊精包合物的溶液水溶性明显增大相对于普通柚皮素来说,但是仍 然会出现静置沉淀现象,灌胃前得充分摇匀,不管怎么做,都会有一定程度影响 模型建立的稳定性和药物疗效、安全性,可能会对实验结果造成一定偏倚。在阶段结果探讨中,对偏倚和误差在分析中的控制中存在部分问题,把控不足 误差对结果的影响,保证标准操作下的误差最低,相对于同类型课题的阶段研究, 在建立稳定的镉中毒周期与结果上存在一定差异,可能是大鼠生活环境或者季节 的改变,也可能是饲料的影响导致。(五)尚需深入研究的问题:1.柚皮素对镉中毒所至损伤的基因靶点是否相关 联? ; 2.