多環芳香烴化合物暴露與男性精子氧化傷害之相關性

多環芳香烴化合物 (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs) 是空氣懸浮微粒中最常被研究且毒性最高的危害物之一。當煤炭、燃油、瓦斯、垃圾或其他有機物質燃燒不完全時就會產生，其中一種多環性芳香烴-苯并芘 (Benzo[a]pyrene, BaP) 是第一個被發現具有致癌性的PAHs物質，已有研究發現菸草燃燒後，會產生高濃度的BaP。PAHs在體內代謝的過程中會產生許多活性含氧物質 (reactive oxygen species, ROS) 可能導致基因氧化傷害。不少研究證實，基因氧化傷害與男性不孕症的相關性。當精液中具有DNA損傷的精子，精液品質檢查結果可能無顯著異常的現象，是因為成熟的精子DNA轉錄是不活躍的，DNA損傷的影響可能到受精後進行有絲分裂導致胚胎發育異常。端粒 (telomere) 是染色體末端重要的結構，具有避免染色體融合及降解的功能。人類體細胞之端粒隨著染色體複製而逐漸變短，最後因為端粒喪失，誘發DNA修補機制並導致細胞生長停滯，成為細胞老化的一個重要原因。而人類生殖細胞具有充足的端粒酶 (telomerase) 可延長端粒，與體細胞端粒不同，精子中的端粒不會隨著年齡的增長而縮短，從而確保完整染色體的世代傳遞。但精子遭受氧化壓力的程度越高會造成DNA損傷導致端粒變短。本研究收集精液品質正常之男性精液，分成吸菸及不吸菸兩組，再利用密度梯度離心法 (gradient-density centrifugation) 及精子上泳法 (swim-up) 處理精液後，透過細胞免疫螢光染色偵測氧化損傷指標8-羥基去氧鳥苷 (8-hydroxydeoxyguanosine, 8-OHdG) 及利用螢光原位雜交技術 (fluorescence in situ hybridization) 觀察精子端粒的分布，比較不吸菸組精子暴露於PAHs環境前後與吸菸組精子之 8-OHdG 及端粒的螢光變化。本研究欲透過螢光共定位 (colocalization) 進一步證實當精子暴露於PAHs環境後會增加DNA氧化損傷，進而造成G：C to T：A transversion影響端粒鹼基對 5’-TTAGGG-3’ 序列組成，導致端粒結構無法防止染色體末端重組，影響精子基因體之穩定性。