复合不育剂EP-1对雄性棕色田鼠的抗生育作用

陈晓宁，陈雅娟，王 京，靳铁治，侯 祥*

(1.陕西省动物研究所，陕西 西安 710032；2.陕西师范大学生命科学学院，陕西 西安 710062)

复合不育剂EP-1对雄性棕色田鼠的抗生育作用

陈晓宁1，陈雅娟2，王 京1，靳铁治1，侯 祥1*

(1.陕西省动物研究所，陕西 西安 710032；2.陕西师范大学生命科学学院，陕西 西安 710062)

为探讨复合不育剂EP-1对雄性棕色田鼠繁殖器官的药效，选取健康的发情期成年雄性棕色田鼠22只，随机分成2组，记录2组用药前及用药后睾丸、附睾、储精囊、精子密度、睾酮含量和睾丸组织形态的变化。结果显示 EP-1对雄性黑线姬鼠具有明显的不育效果，实验组试鼠睾丸组织破坏严重，精子密度及睾酮含量较对照组降低。说明复合不育剂(EP-1)能对雄性中华姬鼠的生殖系统造成一定的影响。

棕色田鼠；EP-1；不育控制

我国鼠害严重，统计表明1987-2012年之间，每年农田害鼠发生面积在0.2～0.4亿hm2之间，且呈逐年上升趋势，由鼠害造成的粮食减产占总产量的5%～10%。在害鼠数量控制方面，传统的化学灭杀法存在种群反弹、环境污染和天敌二次中毒等问题，寻找无公害的方法来控制害鼠的种群数量具有重要的意义，其中不育控制已成为研究的热点[1-5]。

不育控制理论最初由Knipling提出[6]，其实质是生育率控制(Birth control)[1,3]，国内对不育控制的研究主要集中在种群动态的数学模型分析、药理和药效检测及野外控制实验三个方面[7]。国内已报道了以炔雌醚和左炔诺孕酮为主成分的复方不育剂(EP-1)对布氏田鼠(Microtusbrandti)、灰仓鼠(Cricetulusmigratorius)、子午沙鼠(Merionesmeridianus)、大仓鼠(Tscherskiatriton)、长爪沙鼠(Merionesmeridiatus)、黑线毛足鼠(Phodopuscampbelli)、东方田鼠(Microtusfortis)[4-5,8-10]等有明显的不育效果。然而，EP-1是否对陕西境内重要害鼠棕色田鼠具有不育效果还未见报道。

棕色田鼠(Microtusmandarinus)是陕西境内的主要害鼠，主要危害陕西北部旱作区的农田和果树。为探索EP-1对雄性棕色田鼠的不育效果，本实验在室内环境下通过对雄性黑线姬鼠进行不育控制实验，研究EP-1对雄性棕色田鼠生殖的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试鼠: 实验鼠来自陕西师范大学动物生理学实验室饲养的棕色田鼠实验种群。实验开始前所有试鼠均于37 cm ×27 cm ×17 cm 的塑料饲养笼中单笼饲养。所有试鼠给予充足的食物和水，饲养房光照保持14L:10D，室温保持在18～22 ℃。

EP-1: 左炔诺孕酮和炔雌醚原药购买自北京紫竹天工科技有限公司。

1.2 实验设置

EP-1按照左炔诺孕酮∶炔雌醚 =2∶1比例混合均匀，以芝麻油为溶剂配制成悬浊液备用。选健康的发情期成年雄性棕色田鼠22只(28.31±0.51 g)，分为给药组12只(28.92±0.57 g)和对照组10只(27.57±0.86 g)，试鼠给药组及对照组体重差异均不显著(t检验，P>0.05)。采用灌胃法对给药组按10 mg/kg一次性给药，给药后15 d对所有试鼠进行剖检。

1.3 指数测定

脏器系数: 用乙醚深度麻醉试鼠，取双侧睾丸、附睾、储精囊，用万分之一电子天平称重(g)。

精子计数: 取左侧附睾，放入1 ml的37 ℃生理盐水中尽量剪碎并于200目滤网过滤，正式计数前摇匀液体，并在血球计数板上进行计数。

睾酮含量: 眼球取血后，采用酶联免疫分析法测定血清睾酮含量。

睾丸组织形态: 剖检后取双侧睾丸置于10%福尔马林溶液中，标记保存，制作石蜡切片并经HE染色后镜检。

1.4 数据统计分析

所有数据统计均在SPSS for windows 18.0 软件上分析，每一组繁殖生理指标均比较处理组与对照组，以及不同处理组之间的差异。对所有数据先进行正态性检验，符合正态分布的数据采用独立样本T检验(Independent Samples T Test)比较差异的显著性，不符合正态分布的数据则采用非参检验(Mann-Whitney U Test)比较差异的显著性。

2 结果与分析

2.1 EP-1对雄性棕色田鼠繁殖器官的影响

给药后第15 d，实验鼠主要生殖器官与对照组相比发生了不同程度的变化，实验鼠睾丸(P<0.01)、附睾(P<0.01)和储精囊(P<0.01)的重量平均值均极显著低于对照组(表1)。给药组的睾丸、附睾和储精囊均发生了较为严重的萎缩，表明EP-1对雄性棕色田鼠的生殖可能会产生不利的影响。

表1 EP-1灌胃15 d后雄性棕色田鼠繁殖器官指数

注：“C”表示对照组;“T”表示实验组；aMean±S.E. g,N=4；“**”表示差异极显著(P<0.01)。

2.2 EP-1对精子密度和睾酮含量的影响

EP-1给药处理造成雄性棕色田鼠精子密度与睾酮含量下降。给药组在15 d时精子密度(0.75±0.08)×107/ml与对照组(0.19±0.04)×107/ml差异极显著(P<0.01)，精子密度下降幅度为74.67%。

给药组睾酮水平显著下降，与对照组(573.64±20.08) pg/ml相比，在给药后第15 d睾酮水平(493.23±19.78) pg/ml明显下降，差异达到了显著水平(P<0.05)。这表明EP-1抑制了雄鼠睾酮的分泌。睾酮是协同诱导雄鼠精子发育和成熟的重要激素，它的分泌量下降会导致精子的发育异常。

2.3 EP-1对睾丸组织形态的影响

给药后第15 d，给药组(106.38±23.18 μm)的睾丸组织曲细精管平均管径均较对照组(166.18±28.28 μm)出现了显著降低(P<0.05)，对照组试鼠的曲细精管从外向内，各级精细胞排列有序，精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞均发育良好。EP-1给药后第15 d，试鼠睾丸曲细精管内部呈溃疡状且半数以上出现空腔，管内各级生精细胞疏松且不同程度受损，生精细胞排列紊乱。最为显著的是，在处理组的所有睾丸组织切片中几乎没有观察到有晚期精子细胞的生成，而对照组中，可以明显地观察到数量较多的晚期精子细胞。说明EP-1可以导致中华姬鼠的睾丸内精母细胞发育异常，造成曲细精管结构破坏，且能抑制精子的正常发育和成熟。

3 讨论

啮齿动物种群的繁殖能力与雌雄个体繁殖器官的正常发育密切相关。过量的雌激素摄入会通过负反馈途径来抑制下丘脑-垂体-性腺轴系(H-P-G轴),从而阻碍睾酮分泌和精子生成[11]。本实验中，我们发现左炔诺孕酮和炔雌醚的混合物EP-1能显著降低棕色田鼠的生殖器官重量和精子生成，并同时显著降低血清睾酮水平，这些结果显示EP-1是通过抑制H-P-G轴的功能来实现雄性不育的。已有研究表明EP-1对多种雄鼠有较好的不育效果[4-5]，但该药物对雄性黑线毛足鼠则不表现出明显的抗生育效果[9]。这可能是由于左炔诺孕酮和炔雌醚对不同鼠种的抗生育作用不同，也可能由于合理给药剂量在不同鼠种间存在差异。

本实验结果显示，复合不育剂(EP-1)能够导致雄性棕色田鼠生殖器官明显萎缩、变小，尤其是对附睾的影响最为显著。睾丸组织切片显示EP-1导致了曲细精管官腔异常率增高，精子发育异常，这可能与睾酮的分泌受到抑制有关。在我们的预实验中，曾进行过10 mg/kg单次灌胃与多次灌胃的比较，发现除了睾酮水平有显著差异外，其他各项指标均无显著差异，说明间隔多次给药与单次给药对实验鼠生理生殖的影响无明显区别，因此一次性给药即可达到抑制实验鼠繁殖的目的，无需重复给药。

试验中发现，对棕色田鼠进行EP-1给药后，其大部分个体仍能参加交配活动。生态学理论证明，若鼠类种群中的部分个体发生不育，且不育个体可以继续占据原生态位，保卫领地并攻击入侵者，就可以实现对种群增长的长期控制。此外，本试验没有发现10 mg/kg的给药剂量对试鼠有致死作用，且未发现EP-1影响试鼠后代的生长发育，表明该药物对非靶标动物和人类的伤害较小，不会导致生态系统剧烈波动，又有可能抑制边缘种群的增长，从理论上讲是一种很有潜力的控制鼠害发生的策略。

[1] 张知彬.鼠类不育控制的生态学基础[J].兽类学报,1995,15(3):229-234．

[2] 张知彬,王淑卿,郝守身,等.α-氯代醇对雄性大鼠的不育效果研究[J].动物学报,1997,43(2):223-225.

[3] 张知彬,张健旭,王福生,等.不育和“灭杀”对围栏内大仓鼠种群繁殖力和数量的影响[J].动物学报,2001,47(3):241-248.

[4] 张知彬,廖力夫,王淑卿,等.一种复方避孕药物对三种野鼠的不育效果[J].动物学报,2004,50(3):341-347.

[5] 张知彬,王玉山,王淑卿,等.一种复方避孕药物对围栏内大仓鼠种群繁殖力的影响[J].兽类学报,2005,25(3): 269-272.

[6] Knipling E F. Sterile male method of population control[J]. Science,1959,130: 902-904.

[7] 刘汉武,王荣欣,张凤琴,等.我国害鼠不育控制研究进展[J].生态学报,2011,31(19):5484-5494.

[8] 梁红春,霍秀芳,王登,等.不育技术控制长爪沙鼠种群的初步研究[J].植物保护,2006,32(2):45-48.

[9] 宛新荣,石岩生,宝祥,等.EP-1不育剂对黑线毛足鼠种群繁殖的影响[J].兽类学报,2006,26(4):392-397.

[10] 杨玉超,王勇,张美文,等.EP-1对雄性东方田鼠生殖的影响[J].植物保护学报,2012,39(5):467-472.

[11] O'Donnell L,Robertson K M,Jones M E,et al. Estrogen and spermatogenesis[J]. Endocrine Reviews,2001,22: 289-318.

Antifertility Effect of EP-1 Contraceptive Compound on MaleMicrotusmandarinus

CHEN Xiao-ning1,CHEN Ya-juan2,WANG Jing1,JIN Tie-zhi1,HOU Xiang1*

(1.ShaanxiInstituteofZoology,Xi'an，Shaanxi710032; 2CollegeofLifeSciences,ShaanxiNormalUniversity,Xi'an,Shaanxi710062)

In order to explore the effect of EP-1 on reproductive system of maleMicrotusmandarinus,22 adult maleMicrotusmandarinuswere selected and randomly divided into 2 groups. Record was made about the changes of the testis,Epididymides,seminalvesicle,sperm density,testosterone and testicular tissue morphology before and after treated with EP-1. The testicular tissue of the treated groups were severely damaged and the sperm density and testosterone level of treated groups were lower than the control group. The result showed that EP-1 had significant effect on maleMicrotusmandarinus.

Microtusmandarinus;EP-1; anti-fertility

2015-03-21

陕西省科学院重点及产业化项目(2014K-38)；陕西省科学院青年基金项目(2013K-28)；陕西省自然科学基金(2012JM3013);陕西省自然科学基金(2014Jm2-3035)

陈晓宁(1985- )，女，研究实习员，硕士，主要从事动物生理生态学研究。

*通讯作者：侯 祥。E-mail: hx426108@163.com。

Q492

A 文章编号:1001-2117(2015)03-0010-03