钼暴露对雌性小鼠胚胎体内发育的影响

张玉玲，白玉涛，刘凤军，张 才，陈晓丽，杨自军

(1.河南科技大学 动物科技学院，河南 洛阳471003;2.轮台县草原站，新疆 轮台841600)

0 前言

环境污染已成为全球问题［1］。重金属用于人类已达几千年，长期以来，尽管重金属会严重影响人类及动物健康，但至今人类仍继续暴露于重金属环境中［2］。重金属能够引起畜禽各种生产指标的变化［3-4］，以及体内环境的失衡［5-6］。雌性动物暴露于重金属后，其生殖功能会因卵巢或生殖道等器官暴露于有毒物质而降低［7］。重金属通过干扰内分泌 (如雌激素或孕酮)来改变卵巢的发育、形态结构及功能，进而影响雌性动物的生育［8］。已报道的重金属铅和镉［9］，锌和铜［10］对雌性生殖的均有显著影响。

钼(Mo)是一种重金属，广泛用于钢和耐腐蚀合金的添加剂、钼化学品中间体、工业催化剂、颜料、聚氯乙烯树脂的阻燃剂等［11］。2010年，文献［12］发现钼对人类生殖健康具有明显的副作用，其机制需深入研究。胚胎发育潜能是评价雌性动物生殖能力的一项重要指标，根据上述进展，本研究以雌鼠为实验动物，检测了钼暴露对胚胎体内发育的影响，旨在为钼毒理学研究、钼污染造成的生殖能力下降或不孕的研究奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

清洁级性成熟期雌性ICR小鼠，体重28～35 g;钼酸钠(Na2MoO4·2H2O，购自天津市化学试剂四厂)，台盼蓝(购自Sigma公司)，孕马血清促性腺激素(PMSG)(宁波市三生药业有限公司)，人绒毛膜促性腺激素(HCG)(宁波市三生药业有限公司)，矿物油(购自Sigma公司)。

1.2 方法

1.2.1 染毒方案

取30日龄雌鼠，随机分为对照、低、中及高钼4组，在每组饮水中分别添加0 mg/L(对照)、200 mg/L(低)、400 mg/L(中)和600 mg/L(高)的钼酸钠，自由饮水，其他饲喂条件相同，染毒30 d。

1.2.2 染毒鼠超排与配种

染毒30 d后，对各组小鼠进行超排，腹腔注射PMSG 10 IU，48 h后腹腔注射HCG 10 IU，注射完HCG后与正常雄鼠合笼过夜，当晚计为第0 d，次日即第0.5 d早上检查小鼠是否有阴道栓，见栓者视为交配成功。

1.2.3 胚胎发育及着床检测

第3.5 d，颈部脱臼法处死部分交配成功雌鼠，用M2液冲洗子宫取出囊胚，镜下观察囊胚发育情况;第5.5 d对剩余小鼠尾静脉注射0.5%台盼蓝(0.2 mL/只)，10 min后处死，剖检观察其子宫着色情况，蓝染部位视为着床点。

1.3 数据处理

数据运用SPSS软件进行分析，着床率采用X2检验，着床点数及子宫重量用t检验，P＜0.05表示差异显著。

2 实验结果

2.1 钼暴露对着床前胚胎发育的影响

为了检测雌鼠钼暴露对着床前胚胎发育的影响，本实验统计了染毒处理后每组胚胎早期发育情况，并进行了形态学观察，结果见表1。由表1可知:生殖毒性与钼浓度呈剂量依赖关系。当钼酸钠浓度大于400 mg/L时，染毒鼠胚胎发育力明显下降，畸形程度及畸形率显著增高(P＜0.05)。低钼组胚胎的发育率及畸形率与对照组相比差异不显著(P＞0.05)。随着钼浓度增加，正常胚胎数目减少，畸形胚胎数目递增。胚胎畸形表现为卵裂球固缩、碎裂、破裂以及透明带变形、破裂等(见图1)。

表1 雌鼠钼暴露对早期胚胎发育的影响

图1 雌鼠钼暴露胚胎形态

2.2 钼暴露对胚胎着床的影响

雌鼠钼暴露对胚胎着床有显著影响，结果见表2。尽管雌鼠钼暴露后对其着床率影响不明显，只有高钼组显著低于对照组(P＜0.05)，但是对胚泡的平均着床数影响很大，随着钼浓度的升高，着床数与对照组相比，显著降低(P＜0.05)，当钼浓度达到600 mg/L时，其着床数不到正常小鼠的50%。

2.3 钼暴露对卵巢及子宫的影响

染毒小鼠生殖器官表现出血性变化。攻毒小鼠子宫及卵巢出现不同程度的淤血，颜色较对照组深，其表面毛细血管多处明显淤血;低、中、高钼组子宫颜色较对照组依次加深。此外，小鼠卵巢表面的毛细血管还有充血现象。

表2 雌鼠钼暴露对其胚胎着床的影响

3 讨论

钼是动植物的必需微量元素之一［13］，但同时也是一种有毒的金属物质，过量摄入会导致机体中毒。本研究结果显示:钼具有明显的雌性生殖毒性。

首先，钼可导致早期胚胎发育异常，且摄入浓度越高，胚胎发育的畸形程度及畸形率越高。换言之，正常胚胎的数量及质量受到明显的影响。其机制可能是钼通过与黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亚硫酸盐氧化酶等结合后而发挥毒性作用的，因为钼是这3种酶的辅酶［11］。作者以前的钼暴露对小鼠卵母细胞影响的研究显示(资料尚未公开发表):钼酸钠可以抑制正常卵母细胞第1极体的释放，并影响卵母细胞后期的卵裂率、桑葚胚率，且随钼剂量的增加卵母细胞发生明显的皱缩、颗粒化等形态的变化，这与本研究结果相近。

其次，钼对小鼠的胚胎的着床有明显的副作用。本研究中高、中、低钼组小鼠的平均着床胚泡数均显著低于对照组，说明钼对胚胎着床有明显的副作用。其原因可能有胚胎及子宫两方面因素:一是钼影响小鼠胚胎发育质量，致其畸形，使其无法正常着床;二是钼引起生殖器官卵巢及子宫淤血，产生炎性反应，造成生殖激素如孕酮等紊乱，致使子宫内膜无法出现接受胚泡植入的“着床窗”，达到容受状态，从而导致着床失败。文献［14］报道，钼能引起小鼠肝肾肿大、淤血等现象，这与本研究中在卵巢及子宫上观察到的现象相似。有研究证实:多种动物的卵巢受重金属如铅和镉［9］，锌和铜［10］等的影响，产生明显的形态学变化，同时，低量时会刺激卵巢黄体孕酮的合成，而高剂量则抑制其合成［15］。铅和镉能改变类固醇的产生，直接影响颗粒细胞的功能［16］。文献［17］报道，氯化钴降低了猪颗粒细胞合成雌二醇的量。上述报道为研究钼生殖毒性机制提供了启示。

综上所述，雌鼠钼暴露可以引起小鼠的生殖毒性，增加胚胎畸形率，降低胚胎着床率，同时引起雌鼠生殖器官外在的病变。钼如何诱发胚胎畸形，如何抑制胚胎着床，尚有待进行进一步研究。

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