睾酮对雄家猫附性器官金属硫蛋白的诱导

刘代成　原永洁

　　摘要　睾丸切除后,家猫前列腺背叶、腹叶及尿道球腺内的金属硫蛋白（metallothionein,MT)分别下降至正常家猫的21.2%（P＜0.01)、88.4%（P＞0.05)和18.5%（P＜0.01),而在腹叶影响较小。睾丸切除后注射芝麻油,前列腺背叶及尿道球腺MT均未得到恢复。但若在睾丸切除后连续3 d注射10 μg/kg bw睾酮,两者依次恢复至69.3%和59.4%。随睾酮注射剂量增加（5、10、15、20、25 μg/kg bw),血浆睾酮的浓度、前列腺背叶及尿道球腺MT含量增高。血浆睾酮与前列腺背叶及尿道球腺MT呈正相关（P＜0.01)。这些结果表明,睾酮诱导前列腺背叶及尿道球腺MT,其最适剂量为20 μg/kg bw。
　　关键词: 猫;金属硫蛋白;睾酮;雄性附性器官
　　学科分类号: Q492

TESTOSTERONE INDUCTION OF METALLOTHIONEIN IN
ACCESSORY GENITAL ORGANS OF MALE DOMESTIC CATS

LIU　DAI-CHENG，YUAN　YONG-JIE
(Department of Biology,Shandong Teachers′ University,Jinan　250014)

　　ABSTRACT　Orchidectomy of cats resulted in a decrease of metallothionein (MT) in the dorsolateral and ventral lobes of the prostate and in the urethral gland to 21.2% (P<0.01),88.4% (P>0.05) and 18.5% (P<0.01) of those of intact domestic cats respectively.MT content in the dorsolateral lobe and urethral gland was not restored in orchidectomized cats injected with sesame oil.After injection of a single subcutaneous dose of 10 μg/kg bw of testosterone (T) for 3 d in succession,the MT contents in the two glands were restored respectively to 69.3% and 59.4% of the intact cats.With an increase of T dose to 5,10,15,20,25 μg/kg bw,plasma T and MT contents in the dorsolateral lobe of prostate and urethral gland increased accordingly.Plasma T con～cen～trations were positively correlated with MT contents in the dorsolateral lobe of prostate and urethral glands (P<0.01).Thus biosynthesis of MT in the dorsolateral lobe of prostate or in urethral gland could be induced by a stimulatory dose of T of 20 μg/kg bw.
　　Key words: cat;metallothionein;testosterone;male accessory genital organs

　　Bataineh和Umeyama分别用免疫细胞化学和免疫组织化学定位方法,证明大鼠睾丸和前列腺背叶含金属硫蛋白（metallothionein,MT)^［1,2］。Tohyama用狄戈辛标记的核探针原位杂交、免疫染色方法再次证明大鼠睾丸和前列腺背叶含MT,并推测睾丸内MT在精子发生过程中,减数分裂在细线期起着一定的生理作用^［3］。睾丸所产生的睾酮（testosterone,T)是调节前列腺及其他雄附性器官的主要激素,它对这些附性器官及MT合成有什么样的影响？已知Cd、Zn等金属离子和糖皮质激素等某些甾体激素可以诱导Hela细胞和肝、肾MT合成^［4～6］,它们是否也影响这些附性器官MT合成？ 这些问题尚未完全被阐明,由于多年来我们一直从事家猫繁殖方面的研究,就以家猫为实验动物研究这一课题。
　　健康雄猫（Felis libyca domestica)130只,年龄1～2岁,体重2.5～3.5 kg。新购入的家猫在饲养条件下至少饲养1周才做实验,饲养室温度(22±2)℃,湿度50%,光暗各12 h,自由摄食饮双蒸水。饲养期间不接触Zn、Cu、Cd等重金属。手术麻醉采用戊巴比妥钠,剂量为40 mg/kg bw。
　　T诱导附性器官MT实验　　雄猫80只,随机分为4组,G₁为正常对照组（10只),G₂为切除睾丸组（10只),G₃为注射T组（30只),G₄为注射溶媒芝麻油组（30只)。G₃、G₄各再均分为3组,即只注射1 d的G_3-1和G_4-1,连续注射2、3 d的G_3-2、G_3-3、G_4-2、G_4-3。G₂、G₃、G₄分别摘除双侧睾丸,护理饲养15 d。切除睾丸前2 d及切除后7～15 d后肢静脉取血,以检查血浆T和血浆皮质酮水平。在第16天,G₂和G₁取血并摘取附性器官;G₃皮下注射芝麻油溶解的T（浙江仙居药业集团股份有限公司,批号：960701)液剂量10 μg/kg bw;G₄皮下注射与G₃同体积的芝麻油。G₃和G₄在摘取附性器官时也取血。
　　T诱导附性器官MT量-效关系　　雄猫50只,随机分成5组,10只/组,切除睾丸15 d后分别皮下注射T 5、10、15、20或25 μg/kg bw,24 h后采血并摘取附性器官。分离血浆,吸去所摘取器官表面水分,－40℃保存待测。血浆T含量及皮质酮含量测定采用放射免疫法,所用药物为天津引进的美国德谱药盒。附性器官MT的测定采用镉饱和溶血素法^［7］,用火焰原子吸收分光光度计（日本塞曼Z-8000)石墨炉法测Zn含量。对G₁、G₂、G₃、G₄血浆皮质酮进行方差分析。对G₁-G₂、G₃-G₄附性器官中MT、Zn及血浆T进行t-检验。对G₁、G₂、G₃、G₄以及T-MT量效关系各组中MT-T、MT-Zn、Zn-T进行相关分析。

　　1.睾丸切除前后前列腺、尿道球腺内MT和Zn含量的变化

　　睾丸切除后与切除前相比,前列腺背叶、腹叶和尿道球腺的MT含量依次下降至21.1%（P＜0.01),88.4%（P＞0.05)和18.5% （P＜0.01)。Zn含量也明显降低（见图1)。

图1　睾丸切除和睾酮处理对家猫前列腺背叶、腹叶与尿道球腺MT和Zn的影响
Fig.1　Effects of testosterone treat～ment after orchidectomy on MT and Zn in the dorsolateral and ventral lobes of prostate and urethral gland of male domestic cats
t-test：G₁ vs G₂,G_3-1 vs G_4-1,G_3-2 vs G_4-2,G_3-3 vs G_4-3,^*P<0.05,^**P<0.01,not marked P>0.05.Correlation analysis of G₃（G_3-1,G_3-2 and G_3-3);plasma testosterone vs MT ^#P＜0.05,^##　P＜0.01,not-marked P＞0.05.Plasma testosterone vs Zn,Zn vs MT: not marked P＞0.05.
□: Zn in accessory genital organs;■: MT in accessory genital organs;: plasma testosterone.A: MT and Zn in the ventral lobes of prostate;B: MT and Zn in the dorsolateral lobes of prostate;C: MT and Zn in the urethral gland;D: plasma testosterone.

　　2.注射T对前列腺、尿道球腺MT和Zn含量的影响

　　G₃注射T后附性器官的MT含量明显高于G₄ （P＜0.01),腹叶除外（P＞0.05)。G₃前列腺背叶和尿道球腺在注射T的第3天MT含量达到最高点,分别升至G₂的3.3和3.2倍。G₃各组血浆T与前列腺背叶、尿道球腺的MT有明显相关性（P＜0.05或 P＜0.01),而与前列腺腹叶无相关性（ P＞0.05)（图1)。
　　G₃和G₄之间（G_3-1-G_4-1,G_3-2-G_4-2,G_3-3-G_4-3)附性器官Zn含量无明显变化规律。G₃血浆T与附性器官Zn含量无相关性,T-MT量效关系实验组血浆T浓度升高与前列腺背叶、尿道球腺Zn含量的变化无明显相关性（P＞0.05)。表明注射T并未引起器官对Zn的选择性吸收。G₃、G₄和T-MT量效关系实验组附性器官MT和Zn之间也无相关性（P＞0.05)。前列腺背叶及尿道球腺MT是依赖T诱导合成的,与Zn无关。T-MT量效关系实验中,T剂量在5～20 μg/kg bw时,血浆T和前列腺背叶及尿道球腺MT含量增加,呈明显的正相关（P＜0.05,P＜0.01)。注射剂量25 μg/kg bw时,MT不再升高,即这两种腺体MT诱导的最大剂量为20 μg/kg bw（图2)。该结果在深入研究T诱导附性器官MT实验中有应用价值。

图2　睾丸切除后不同剂量睾酮对家猫前列腺背叶和尿道球腺MT和Zn含量的影响
Fig.2　Effects of different testosterone doses on MT and Zn contents in the dorsolateral lobe of pros～tate and urethral glands of domestic cats after orchidectomy
Correlation analysis:plasma testosterone vs MT in the dorsolateral lobe and urethral gland (^*P＜0.05,^**P＜0.01).Plasma testosterone vs Zn,Zn vs MT,not marked P＞0.0 5.
●―●: MT contents of urethral gland;
○―○: MT contents of the dosolateral lobe of prostate;―: plasma testosterone concentrations;×―×: Zn contents of the dorsolateral lobe of prostate;■―■: Zn contents of the urethral gland.

　　T和糖皮质激素属甾体激素。不同种类的动物甾体激素的受体有一个共同的结构和DNA连接区。T受体结合后才作用于DNA引起转录。T浓度升高,结合受体增多,直至饱和。因此,T诱导家猫前列腺背叶和尿道球腺MT时,MT随T浓度升高而升高,两者呈正相关,并有一个最适T注射剂量和最大MT合成量。T对家猫前列腺腹叶MT无诱导作用,Tohyama实验表明大鼠前列腺背叶MT mRNA高度表达,而在腹叶不表达^［3］。T对这种两种动物前列腺腹叶MT无诱导作用的原因仍有待探讨。
　　切除睾丸前2 d,切除睾丸后的7～15 d以及G₁、G₂、G₃、G₄摘除附性器官同时,血浆皮质酮水平基本不变 ［其浓度依次分别为（42.3±2.1) μg/dL,（51±2.7) μg/dL,（36.8±1.9) μg/dL和（47.1±2.3) μg/dL］,经方差分析各组间无明显差异（P＞0.05)。表明附性器官MT并非糖皮质激素诱导。器官Zn和MT及血浆T不相关。表明家猫附性器官MT并非Zn所诱导。本文结果从侧面证明是T诱导了家猫附性器官MT。
　　MT在生物体内对重金属解毒及调节平衡体内金属离子（Zn、Cu等)起重要作用^［5,6］。Cd等重金属对性器官具有强烈毒性,可诱发前列腺癌等,可减少睾丸T的生成量^{［1～3,8］},继而减少MT生成,从而降低了附性器官本身的解毒能力。因此T和MT正常量对睾丸和附性腺的发育、维持、保护及保证正常生殖功能是重要的。

作者单位：山东师范大学生物系，济南　250014

参考文献

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［2］Umeyama T,Sarud K,Lmai K,et al.Immunohistochemical demonstration of metallothionein in the rat prostate.Prostate,1987,10: 257～264.
［3］Tohyama C,Nishimura N,Suzuki JS,et al.Metallothionein mRNA in the testis and prostate of the rat detected by digoxigenin-labeled riboprobe.Histochemistry,1994,101: 341～346.
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1997-11-10收稿　1998-03-16修回