Alle Tierverfahren wurden gemäß den institutionellen Vorschriften durchgeführt und vom Tierethikkomitee des Fujian Health College genehmigt (Projektgenehmigungsnummer: DW2024-01).
Sicherheit und gefährliche Abfälle
Giftige Reagenzien, darunter Formalin, Osmiumtetroxid und Chloroform, wurden in einer zertifizierten Abzughaube unter Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung behandelt. Halogenierte organische Abfälle und osmiumhaltige Lösungen wurden in ausgewiesenen Behältern gesammelt und gemäß institutionellen Vorgaben entsorgt. Pentobarbital-Natrium wurde als kontrollierte Substanz protokolliert, und Spitzen wurden während der gesamten Studie sicher behandelt.
PM2.5-Material und Handhabung
Für die Dosierung wurde ein PM2.5-Standardreferenzmaterial verwendet. Nach festgelegten Partikelvorbereitungsverfahren wurde das trockene Pulver in sterilem PBS in der erforderlichen Konzentration suspendiert und unmittelbar vor der Anwendung 10–15 Minuten in einem Wasserbad ohne Tensid soniziert. Funktionierende Aufhängungen wurden jeden Tag frisch vorbereitet. Die Endotoxinwerte wurden mit einem Limulus-Amobozytenlysat-Test bewertet und waren nicht nachweisbar. Bei Bedarf wurden Polymyxin-B-Kontrollen eingebaut, um LPS-gesteuerte Effekte auszuschließen.
Konstruktion von Tiermodellen in vivo
Zweiundsiebzig männliche Sprague-Dawley-Ratten (2 Monate alt, 190 ± 10 g) wurden unter Standardbedingungen untergebracht und in neun Gruppen (n = 8 pro Gruppe) randomisiert, bestehend aus einer Kontrollgruppe, Fahrzeuggruppen bei 24 Stunden, 1, 2 und 4 Monaten sowie PM2,5-exponierten Gruppen zu gleichen Zeitpunkten. PM2.5 wurde intranasal mit 5 mg∙kg-1∙tag-1 in 10-20 μL pro Naris unter leichter Isofluran-Anästhesie einmal täglich für 7 Tage verabreicht. Nach der Verabreichung wurden die Ratten für 1–2 Minuten in Rückenlage gelegt, um das Einatmen zu erleichtern. Die Tiere wurden bis zur Euthanasie zu den festgelegten Zeitpunkten nach der Exposition gehalten, und die Körpermasse wurde für die Berechnung des Organkoeffizienten erfasst. Zu den Endpunkten gehörten Organkoeffizienten, Spermienqualität, Histologie und Ultrastruktur, Serumreproduktionshormone und molekulare Tests.
Morphologie der Fortpflanzungsorgane und Bewertung der Spermienqualität
Hoden und Epididymide wurden unter tiefer Pentobarbitalanästhesie seziert, abgetupft und gewogen, um die Organkoeffizienten zu berechnen. Die Spermien wurden aus der Cauda epididymis durch Zerkleinerung in vorgewärmtem Puffer bei 37 °C entnommen. Die Konzentration wurde mit einem Hämozytometer bestimmt. Die Beweglichkeit wurde durch die Untersuchung von mindestens 200 Spermien über fünf oder mehr nicht überlappende Felder auf vorgewärmten Objektträgern bewertet. Die Morphologie wurde nach Fixierung, Verschmieren und Färbung mit Eosin-Nigrosin oder Diff-Quik bewertet, wobei pro Ratte mindestens 200 Spermien bewertet wurden. Alle Bewertungen wurden blindisiert, und technische Replikate wurden gemittelt, um pro Tier einen Wert zu erhalten.
Histologische und ultrastrukturelle Analyse des Hodengewebes
Die Hoden wurden in 10 % neutral-gepuffertem Formalin fixiert, mit gradiertem Ethanol und Xylen verarbeitet, in Paraffin eingebettet und bei 5 μm für die HE-Färbung sektioniert. Färbte Schnitte wurden systematisch mit zufälliger Stichprobe bewertet, wobei Ausschlüsse für schräge Schnitte, Artefakte oder schlechte Fixierung angewendet wurden. Die Rohrdurchmesser wurden aus orthogonalen Achsen berechnet, und die Epitheldicke an gleichmäßig verteilten Punkten. Die Analysen wurden verblindet, und mindestens 10 Röhren pro Ratte wurden bewertet.
Für TEM wurden kleine Gewebeblöcke in Glutaraldehyd fixiert, in Osmiumtetroxid nachfixiert, dehydriert, mit Harz infiltriert und polymerisiert. Ultradünne Schnitte wurden mit Uranylacetat und Bleicitrat gefärbt und bei 60–120 kV unter konstanten Einstellungen untersucht. Die QC umfasste die Bewertung der Membran- und Mitochondrienintegrität sowie das Vermeiden von Extraktionsartefakten.
Enzymgekoppelter Immunsorbent-Test (ELISA)
Blut wurde unter Betäubung innerhalb eines festen morgendlichen Fensters aus der Bauchaorta entnommen, um die zirkadiane Schwankung zu kontrollieren. Nach Gerinnung und Zentrifugation wurde das Serum aliquotiert und bei −80 °C gelagert. Testosteron, FSH, LH und E2 wurden mittels einer validierten Immunoassay-Plattform quantifiziert. Die Proben wurden doppelt mit geeigneten Kontrollen durchgeführt, und die Genauigkeit der Prüfverfahren entsprach den Spezifikationen der Plattform. Hämolysierte oder lipämische Proben wurden ausgeschlossen.
Echtzeit-quantitative Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR)
Die gesamte RNA wurde aus dem Hodengewebe mittels Phenolchloroform extrahiert und durch Isopropanol-Fällung und Ethanolwäsche gereinigt. Die RNA-Qualität wurde spektrophotometrisch überprüft. cDNA wurde synthetisiert, und RT-qPCR wurde mit farbstoffbasierter Chemie unter Standardzyklischen Bedingungen durchgeführt, gefolgt von einer Analyse der Schmelzkurve. Die Expressionswerte wurden mit der 2−ΔΔCq-Methode auf GAPDH normalisiert.
Western-Blot-Analyse
Proteinlysate wurden im RIPA-Puffer mit Proteaseinhibitoren hergestellt, durch einen BCA-Test quantifiziert und im Lastpuffer denaturiert. SDS-PAGE- und PVDF-Transfer wurden unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. Die Membranen wurden blockiert, mit primären Antikörpern für Connexin-43, Occludin, JNK und GAPDH inkubiert, gefolgt von HRP-konjugierten sekundären Antikörpern. Die Bänder wurden durch Chemilumineszenz nachgewiesen, und die Densitometrie beinhaltete Hintergrundsubtraktion, Normalisierung zu GAPDH und Skalierung zur Kontrollgruppe.
Statistische Analyse
Die Daten wurden als Mittelwert ± SD angegeben. Einweg-ANOVA mit Tukey's Post-hoc-Test oder Student's t-Test wurde, wo angebracht, verwendet, wobei nichtparametrische Daten mit dem Mann-Whitney U-Test analysiert wurden. Ein p-Wert < 0,05 galt als signifikant.
Fertigstellung und Säuberung
Alle gefährlichen chemischen Abfälle wurden erfasst und ordnungsgemäß entsorgt. Rohdaten, einschließlich Instrumentenausgaben und Analysedateien, wurden mit entsprechenden Notizen archiviert, um die Rückverfolgbarkeit sicherzustellen.