随着工业的快速发展,环境中镉污染日益严重。畜禽长期暴露镉污染的环境中,可引发精子发生、精子质量和副腺体分泌功能方面的缺陷,最终导致其发生生殖功能障碍和生产性能的下降。迄今为止,镉导致动物生殖功能障碍的确切分子机制尚不清楚。因此,本研究旨在通过小鼠模型和体外细胞模型探究硫酸镉对睾丸组织的毒性作用机制,以期为后期减毒剂的开发提供理论依据。通过建立硫酸镉小鼠生殖毒性模型发现Compound 3供应商,硫酸镉在10 mg/kg/day剂量连续口服21 d,可导致雄性小鼠发生明显的生殖功能障碍,睾丸BMS-354825使用方法组织发生明显的病变,附睾精子畸形率明显增多。同时,睾丸组织发生明显的氧化应激损伤,Bax、cleaved-caspase-3蛋白表达显著上调,Bcl-2、Nrf2和HO-1蛋白显著下调。通过体外模型研究发现,硫酸镉2.5、5和10μM处理小鼠睾丸间质(TM3)细胞24h后,分别降低其细胞活力至89%、70%和57%(均p<0.05或0.01);Hoechst33342染色结果显示,硫酸镉可诱导TM3细胞发生剂量依赖性细胞凋亡;罗丹明123和JC-1染色结果显示,硫酸镉处理可剂量依赖性降低TM3细胞线粒体膜电位;进一步的,硫酸镉暴露处理,显著上调TM3细胞内ROS的产生,显著降低SOD,CAT酶活性;Western Blot蛋白表达显示,硫酸镉暴露显著上调Bax、cleaved-caspasports and exercise medicinese-3水平,显著下调Bcl-2表达水平;抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)显著抑制硫酸镉诱导的活性氧产生及Bax、cleaved-caspase-3蛋白的上调,从而抑制硫酸镉暴露导致的细胞凋亡和细胞活力的降低;我们同时也发现,硫酸镉暴露显著抑制Nrf2和HO-1蛋白的表达,Nrf2抑制剂鸦胆子苦醇处理之后显著加剧硫酸镉诱导的细胞死亡。综上,我们的研究证实了硫酸镉暴露可通过抑制Nrf2/HO-1信号通路致睾丸组织发生氧化应激和线粒体凋亡通路,最终导致小鼠生殖功能障碍。