线粒体-内质网结构偶联在DEHP致未成熟睾丸发育损伤中的作用及机制

The reproductive system is the key to the procreation and survival of the human race, and reproductive dysfunction in adulthood often originates from the fetus and childhood, especial disruption due to environmental pollution. To clarify the molecular mechanism of immature testicular development caused by environmental pollutants is very important. .Our previous study found that reactive oxygen species (ROS) is the initiating factor of environmental endocrine disruptor, such as DEHP, damaging the development of immature testes. However, how the DEHP breaking the balance between cell proliferation and apoptosis is unknown. .Based on the previous studies, we will evaluate the involvement of oxidative stress in DEHP-induced rat model and in vitro, ROS accumulation linked the DEHP exposure, and the function of mitochondria-associated endoplasmic reticulum membranes (MAMs). To find out how the changes resulting in calcium Signaling disorders, dyslipidemia, increased endoplasmic reticulum stress, increased mitochondrial autophagy and apoptosis. These results may help explain why DEHP causes testicular developmental impairment and reproductive dysfunction, and also will provide new experimental evidence for the pollution prevention.

生殖功能关系人类的生存与繁衍。成年期男性生殖功能障碍常源于幼年期未成熟睾丸的发育异常，环境内分泌干扰物通过各种途径进入机体影响睾丸的发育与功能。因此阐明环境内分泌干扰物致未成熟睾丸发育损伤的分子机制是保障男性生殖功能的防治关键。课题组前期发现活性氧自由基（ROS）是环境内分泌干扰物DEHP损害未成熟睾丸发育的始动因素，但其如何导致睾丸细胞增值、分化和调亡异常的机制不明。本项目在前期的基础上，以DEHP灌胃新生雄鼠为体内模型，结合体外研究，沿着DEHP暴露诱导ROS爆发，通过影响线粒体-内质网结构偶联（MAMs）的结构和功能，阻碍细胞内钙信号传导、脂质代谢、线粒体自噬、内质网应激和细胞凋亡等生命过程的有序进行，致使幼年期睾丸发育损伤，最终导致成年后生殖功能障碍。本项目将从源头上阐明环境内分泌干扰物DEHP致未成熟睾丸发育损伤的分子机制，亦将为男性生殖功能障碍的前期防治提供新的伦理和实验依据。

邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）是一种广泛使用的增塑剂，已被证明会导致人类和模型动物的生殖功能障碍。幼年时期睾丸发育异常将导致成年后睾丸功能不可逆损害，严重影响生殖功能。然而，DEHP暴露导致睾丸损伤的确切机制尚未完全阐明。.本项目在前期的基础上，以不同剂量DEHP灌胃生后22天至35天的雄性C57/BL6J小鼠建立体内模型，正常Leydig (TM3)和支持细胞(TM4)细胞株予以不同浓度的MEHP建立体外模型，沿着DEHP暴露诱导ROS爆发，通过影响线粒体-内质网结构偶联（MAMs）的结构和功能，阻碍细胞内钙信号传导和细胞凋亡等生命过程的有序进行，致使幼年期睾丸发育损伤，最终导致成年后生殖功能障碍。本项目将从源头上阐明环境内分泌干扰物DEHP致未成熟睾丸发育损伤的分子机制，亦将为男性生殖功能障碍的前期防治提供新的伦理和实验依据。.研究发现，与正常对照组相比，DEHP暴露可导致未成熟睾丸损伤，主要表现为睾丸脏器系数降低、生精小管组织结构异常、睾酮分泌水平下降等。转录组测序和生信分析结果发现DEHP可引起睾丸氧化应激损伤和组织凋亡水平升高，同时提示DEHP可对睾丸间质细胞和支持细胞造成损害。MEHP暴露可导致睾丸间质细胞和支持细胞存活率下降、凋亡率增加。转录组测序和实验证实：（1）MEHP可导致间质细胞和支持细胞内源性凋亡通路激活、ROS爆发及氧化应激损伤，与NAC共处理后可缓解MEHP引起的细胞存活率下降和凋亡水平增加；（2）MEHP可引起间质细胞和支持细胞线粒体损伤，主要表现为：线粒体肿胀、破坏、分裂增加及线粒体膜电位下降；（3）MEHP可引起间质细胞和支持细胞线粒体钙离子超载；（4）MEHP可导致MAMs结构形成增加，同时可导致MAMs内IP3R3、Grp75、VDAC1蛋白及MCU蛋白表达水平升高，Grp75与IP3R3、VDAC1相互作用增强；采用Ru360联合处理细胞可缓解MEHP引起的线粒体膜电位下降、ROS爆发及细胞凋亡等损害。.我们的研究结果表明：青春前期环境内分泌干扰物DEHP暴露可引起未成熟睾丸发育损伤。MAMs介导的细胞线粒体钙离子超载可通过损伤线粒体、诱发细胞凋亡参与MEHP诱导的睾丸间质细胞和支持细胞损害。