暴露于羟基查尔酮中的狗解冻后的精子质量：一把双刃剑

时间：2026年3月28日

来源：Theriogenology

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犬精子冷冻保存中羟基查耳酮衍生物对解冻后功能的影响研究。实验评估了氯代和甲基羟基查耳酮对犬精子解冻后运动参数及脂质过氧化水平的影响，发现甲基取代羟基查耳酮可降低脂质过氧化，但未改善精子活力，表明其抗氧化作用未有效提升冷冻保存后精子功能。

波兰弗罗茨瓦夫环境与生命科学大学农场动物繁殖与临床系

摘要

羟基查尔酮（Hydroxychalcones）是一类具有抗氧化活性的酚类查尔酮衍生物，能够与富含脂质的膜结合，从而调节氧化过程（如脂质过氧化）。由于冷冻保存会导致犬精子遭受严重的氧化应激和膜损伤，这类化合物成为冷冻应激期间调节氧化状态的潜在候选物质。本研究评估了选定的氯代和甲基取代羟基查尔酮对解冻后犬精子功能质量的影响。

从5只比格犬（Beagle dogs）中收集精液，合并后进行冷冻保存。实验分六组进行，每组使用含有氯化（2ClCH、4ClCH；实验1）或甲基化（2CH3CH、4CH3CH；实验2）羟基查尔酮的Tris–果糖–卵黄扩展剂，浓度分别为0.1或0.4 mM。解冻后的精子在解冻后立即以及孵育2小时和4小时后通过CASA和流式细胞术进行评估。实验1中，氯代羟基查尔酮对精子总运动能力和 progressive 运动能力无显著影响，但4ClCH在解冻后4小时显著降低了平均运动速度（P < 0.01）。孵育时间是影响精子特性的主要因素，所有氯代羟基查尔酮处理组与对照组无显著差异。实验2中，甲基取代羟基查尔酮在解冻后2小时和4小时导致精子运动能力和速度参数随时间下降。流式细胞术分析显示脂质过氧化阳性的精子亚群数量减少，而其他功能参数未受影响。

尽管羟基查尔酮减少了冷冻解冻后犬精子的脂质过氧化，但其抗氧化效果并未转化为精子运动能力的提升。这些结果表明，在本实验条件下，羟基查尔酮并无益处。

引言

查尔酮（Chalcones）是一类含有两个芳香环并通过α,β-不饱和羰基连接的开放链黄酮前体，因其广泛的药理活性而受到越来越多的关注。多项研究表明它们具有抗氧化、抗炎、抗菌和抗癌作用，这些作用主要通过调节细胞氧化还原平衡和抑制促氧化酶（如脂氧合酶）实现[1]、[2]、[3]、[4]、[5]。查尔酮的化学结构使其对自由基和亲电分子具有高反应性，使其成为生物系统中有效的氧化平衡调节剂[6]、[7]、[8]。

在查尔酮衍生物中，羟基取代查尔酮因其含有供电子的羟基而特别受到关注，这增强了其清除自由基和螯合金属的能力[7]、[9]。这些化合物已被证明可以抑制脂质过氧化、调节线粒体氧化途径，并保护暴露于高氧化负荷或代谢应激下的细胞[10]、[11]。这些特性使得羟基查尔酮成为氧化失衡和膜脆弱性高的生物系统中应用的理想候选物质。

犬精子的冷冻保存就是这样一个例子。尽管冷冻技术不断改进，但由于冷冲击、渗透压应激和活性氧（ROS）的过量生成，解冻后的精子质量仍不理想[12]、[13]、[14]、[15]。犬精子的质膜富含多不饱和脂肪酸（PUFAs）[16]，使其极易发生脂质过氧化和结构不稳定[17]、[18]。冷冻-解冻过程中的ROS积累会破坏线粒体膜电位，降低精子运动能力，损害顶体完整性，并引起染色质损伤，最终影响受精能力[15]、[19]。

为减轻冷冻引起的氧化损伤，已在精液扩展剂中探索了多种抗氧化添加剂，如褪黑素[20]、姜黄素[22]、白藜芦醇[24]、槲皮素[26]、表儿茶素[28]、染料木黄酮[29]、黄酮[31]和水飞蓟素[32]。尽管某些添加剂改善了部分精子参数，但其保护效果并不一致，这归因于它们难以穿透精子膜、在低温下化学稳定性差，以及与膜脂质（冷冻诱导氧化损伤的主要靶标）的相互作用不足[26]、[27]、[33]、[34]、[35]、[36]。因此，人们仍在寻找具有更高脂溶性和更强调节细胞内氧化还原平衡能力的抗氧化化合物。

鉴于羟基查尔酮的抗氧化特性和亲脂性，它们可能是精子冷冻保存介质中的有希望的成分[37]。然而，它们在冷冻条件下的具体作用机制仍不明确。因此，本研究的目的是通过混合精液实验设计和计算机辅助精子分析及流式细胞术全面评估，来研究选定的羟基查尔酮衍生物对冷冻保存后犬精子功能质量的影响。实验分别检测了不同浓度的氯代和甲基取代羟基查尔酮。

实验细节

动物和精液收集

本研究涉及5只年龄在3至5岁之间的临床健康比格犬，所有犬只生殖状态正常，饲养条件统一，包括每日提供干粮和自由饮水。这些犬只来自弗罗茨瓦夫环境与生命科学大学农场动物繁殖与临床系的犬舍（注册编号0057）。每只犬在研究期间共提供了12次精液样本。

实验1

计算机辅助精子分析显示，解冻后精子的运动特性主要受孵育时间影响，而非氯代羟基查尔酮的添加（表1）。所有实验组中，解冻后的总运动能力和 progressive 运动能力均随时间逐渐下降，且在任何评估时间点上均无显著差异。在精子运动学方面，速度参数表现出随时间下降的趋势。

讨论

本研究评估了氯代和甲基取代羟基查尔酮作为犬精子冷冻保护剂的潜力，发现它们具有双重且选择性的生物学作用。虽然观察到脂质过氧化的减少，尤其是在甲基取代羟基查尔酮处理后，表明其在膜水平上具有抗氧化作用，但这些效果并未伴随精子总运动能力和 progressive 运动能力的改善。

作者贡献声明

沃伊切赫·尼扎恩斯基（Wojciech Niżański）：撰写、审稿与编辑、监督、方法学设计、资金获取、概念构思。 维罗妮卡·布拉尔兹（Weronika Bularz）：撰写初稿、数据可视化、实验设计。 埃迪塔·科斯特泽瓦-苏斯洛夫（Edyta Kostrzewa-Susłow）：撰写、审稿与编辑、撰写初稿、资源准备、实验设计、概念构思。 特蒂亚娜·霍卢姆比奥夫斯卡（Tetiana Holumbiiovska）：资源准备、实验设计。 阿格涅什卡·帕蒂卡（Agnieszka Partyka）：撰写初稿、资源准备、方法学设计、数据整理、概念构思。