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2023
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PREPUBERTAL ARSENIC EXPOSURE ALTERS PHOSPHOPROTEINS PROFILE, QUALITY, AND FERTILITY OF EPIDIDYMAL SPERMATOZOA IN SEXUALLY MATURE RATS
Proteoma
Epidídimo
SPATA18
Toxicologia reprodutiva
Maturação do esperma
Author
Affilliation
Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Biologia Geral. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Estrutural. Viçosa, MG, Brasil.
Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Medicina Veterinária. Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária. Viçosa, MG, Brasil.
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Departamento de Biologia Animal. Seropédica, RJ. Brasil.
Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Teófilo Otoni, MG, Brasil.
Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Bioquímca e Biologia Molecular. Viçosa, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Laboratório de Toxinologia/Plataforma de Proteômica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Laboratório de Toxinologia/Plataforma de Proteômica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Biologia Geral. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Estrutural. Viçosa, MG, Brasil.
Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Biologia Geral. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Estrutural. Viçosa, MG, Brasil / Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Medicina Veterinária. Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária. Viçosa, MG, Brasil.
Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Medicina Veterinária. Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária. Viçosa, MG, Brasil.
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Departamento de Biologia Animal. Seropédica, RJ. Brasil.
Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Teófilo Otoni, MG, Brasil.
Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Bioquímca e Biologia Molecular. Viçosa, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Laboratório de Toxinologia/Plataforma de Proteômica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Laboratório de Toxinologia/Plataforma de Proteômica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Biologia Geral. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Estrutural. Viçosa, MG, Brasil.
Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Biologia Geral. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Estrutural. Viçosa, MG, Brasil / Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Medicina Veterinária. Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária. Viçosa, MG, Brasil.
Abstract
Arsenic intoxication affects male reproductive parameters of prepubertal rats. Besides, morphological and
functional alterations in their testis and epididymis may remain after withdrawal of arsenic insult, causing potential
impairment in male fertility during adulthood. In this study, we aimed at analyzing the effect of prepubertal
arsenic exposure on the fecundity of epididymal sperm from sexually mature Wistar rats, assessing
fertility indexes, sperm parameters, and sperm phosphoproteins content. Male pups on postnatal day (PND) 21
received filtered water (controls, n = 10) and 10 mg L 1 arsenite (n = 10) daily for 30 days. From PND52 to
PND81, rats from both groups received filtered water. During this period, the males mated with non-exposed
females between PND72 and PND75. Our results showed that sexually mature rats presented low sperm production,
epididymal sperm count, motility, and quality after prepubertal arsenic exposure. These findings
possibly contributed to the low fertility potential and high preimplantation loss. Epididymal sperm proteome
detected 268 proteins, which 170 were found in animals from both control and arsenic groups, 27 proteins were
detected only in control animals and 71 proteins only in arsenic-exposed rats. In these animals, SPATA 18 and
other five proteins were upregulated, whereas keratin type II cytoskeletal 1 was downregulated (q < 0.1). The
results of KEGG pathway analysis demonstrated an enrichment of pathways related to dopaminergic response,
adrenergic signaling, protein degradation, and oocyte meiosis in arsenic-exposed animals. Moreover, 26 proteins
were identified by phosphoproteomic with different phosphorylation pattern in animals from both groups, but
SPATA18 was phosphorylated only in arsenic-exposed animals. We concluded that prepubertal exposure to
arsenic is deleterious to sperm quality and male fertility, altering the sperm phosphoproteins profile.
Keywords in Portuguese
Arsenito de sódioProteoma
Epidídimo
SPATA18
Toxicologia reprodutiva
Maturação do esperma
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