大豆异黄酮对小鼠睾丸发育的影响及分子机制

豆制品是我国居民膳食的重要组成部分，大豆异黄酮是一类广泛存在于豆荚类植物中的异黄酮类植物雌激素，在大豆中含量尤为丰富。有研究表明大豆异黄酮可以对成年雄性生殖功能产生一些负面影响，包括组织形态学改变、降低精子数量及质量、降低血清睾酮浓度、降低性功能以及引起睾丸上某些重要基因及蛋白表达改变等。但有关大豆异黄酮对未成年雄性个体生殖发育影响的研究仍然较少，其具体机理仍未明了。本课题拟使用ERα和ERβ选择性激动剂和抑动剂，通过建立未成年小鼠睾丸体外培养模型，结合基因组学技术及各种分子生物学技术，从器官水平、细胞水平、基因水平三个层面系统研究三种主要的大豆异黄酮对未成年小鼠睾丸发育的影响，揭示其中相关机理。本课题的完成，将填补该领域空白，为阐明大豆异黄酮类植物雌激素对雄性生殖功能的影响提供重要实验基础，也为评估大豆异黄酮的食用安全性提供相应实验数据。本课题符合我国国情，具有重要的科研意义及社会价值。

大豆异黄酮是一类主要的膳食来源的外源性雌激素。近年来一些研究表明大豆异黄酮能干扰雄性个体生殖功能，但具体作用及机制仍未完全明了。本课题在体外就大豆异黄酮对睾丸的影响及机制进行了研究。通过建立新生小鼠睾丸体外培养模型，研究了大豆异黄酮对睾丸组织形态结构、细胞增殖、睾酮分泌、支持细胞功能等方面的影响，并在原代睾丸间质细胞（Leydig细胞）和睾丸支持细胞（Sertoli细胞）上进行了验证。同时，课题组利用基因组学技术探讨了大豆异黄酮的作用机制，应用mRNA表达谱芯片筛选了若干差异表达基因。本课题应用旋转通气培养法成功建立了新生小鼠睾丸体外模型，并将之用于外源性内分泌干扰物的生殖毒理学研究。研究发现大豆异黄酮在高剂量（血清浓度100倍）时能够在体外抑制新生小鼠睾丸的睾酮分泌能力，其作用机制与抑制睾丸合成通路中的关键限速酶类固醇合成快速调节蛋白（StAR）、胆固醇侧链裂解酶（P450scc）、3β-羟基类固醇脱氢酶（3β-HSD）mRNA及蛋白表达有关。大豆异黄酮还能抑制睾丸中Sertoli细胞增殖，抑制波形蛋白（vimentin）、转铁蛋白（Tf）及卵泡雌激素受体（FSHR）表达，涉及到精子迁移和成熟，可能干扰到精子发育。但同时，mRNA表达谱芯片结果分析提示大豆异黄酮能改变睾丸中几十种功能基因的表达，涉及细胞增殖、胆固醇代谢、精子发育、凋亡、免疫应答等多个方面，但genistein和equol各自引起的差异表达基因并不一致，说明二者的作用机制可能并不相同。本课题建立了睾丸体外培养模型，为研究外源性化合物的生殖毒性提供了体外模型。研究了大豆异黄酮对睾丸功能的干扰作用及机理，为评估大豆异黄酮的食用安全性提供了相应实验依据，同时也为研究其它生殖内分泌干扰物提供了体外模型及可供选择的生物标志物。