酞酸酯类化合物的生殖毒理效应及细胞治疗

The male gonadal system damages caused by environmental pollution were on a rise recently. Phthalates (PAEs) are the most widely used plasticizer in daily life, which is reported that this chemicals have toxicity on disruption of endocrine system and male reproductive system. There are plenty of articles about toxicity of reproductive endocrine of PAEs, and some study reported that DNA methylation was one of the mechanisms of damage on LCs made by PAEs. We had induced bone marrow mesenchymal stem cells into LCs or Leydig-like cells successfully. Based on previous research, our project aimed to establish PAEs damage models on animals and in vitro on Leydig cells, establish dose-response models, confirm epigenetic changes in LCs with PAEs toxicosis, and explore cell therapy of LCs damage. The research will provide theory evidence on mechanism of toxicity on disruption of endocrine system and male reproductive system and cell therapy of androgen dificiency related disease.

环境污染造成的男性性腺损伤日趋增多，其中塑化剂作为日常应用最广泛的增塑剂之一，已有大量研究表明其对人体内分泌系统有各种损害作用，亦有研究表明其对男性生殖内分泌系统有一定的损伤，可影响雄性激素的分泌。目前关于酞酸酯类化合物所致的生殖内分泌毒理效应的研究报道较多，已有文献报道其对睾丸间质细胞（LCs）有一定的损伤，而其中DNA甲基化是其可能的损伤机制之一。而在LCs损伤的细胞治疗方面，我们已在前期研究中成功通过骨髓间充质干细胞诱导培养出LCs或产类固醇细胞。本课题拟在前期研究的基础上，建立动物PAEs体内损伤模型及LCs体外损伤模型，建立剂量-效应模型，明确多种PAEs染毒LCs时的表观遗传学变化，并探索PAEs损伤LCs的细胞治疗，为PAEs生殖内分泌毒理效应的机制研究及细胞治疗提供理论依据。

环境污染对雄性生殖系统的损伤近年来受到广泛关注，酞酸酯类化合物作为最重要的增塑剂之一 ，大量文献报道其对睾丸间质细胞（LCs）有一定的损伤，而其中DNA甲基化是其可能的损伤机制之一。而在LCs损伤的细胞治疗方面，目前尚无有效的治疗手段。本课题拟建立动物PAEs体内损伤模型及LCs体外损伤模型，建立剂量-效应模型，明确多种PAEs染毒LCs时的表观遗传学变化，并探索PAEs损伤LCs的细胞治疗。通过研究发现：作为酞酸酯类化合物的代表性成员，DEHP能够损伤大鼠睾丸功能及结构，表现为睾丸系数降低、血清睾酮降低、睾酮合成关键酶的降低和睾丸组织形态学改变，且损伤作用呈现时间剂量效应关系：随暴露时间和剂量的增加，抑制作用越明显。进一步研究发现DEHP可能通过上调SOD2和GPX1基因启动子区域CpG位点的甲基化水平，从而降低组织细胞内SOD和GPX1表达量,引起氧化应激，对组织细胞造成损伤。DEHP可能通过上调IGF-1基因启动子区域CpG位点的甲基化水平，从而影响睾丸组织内IGF-1的表达，一方面可降低睾酮的合成，另一方面可抑制Leydig细胞和精原干细胞的增殖。体外研究发现：高剂量DEHP/MEHP染毒LCs过程可诱导细胞内ROS的过量生成；同时降低LCs细胞内Abcc9基因转录水平从而影响其翻译蛋白SUR2的表达，进而影响LCs线粒体功能；DEHP/ MEHP可能通过降低LCs细胞内Notch3转录水平从而抑制LCs细胞内Notch信号通路的表达，一方面使ALCs细胞周期终止甚至诱导细胞凋亡，另一方面破坏Notch信号通路在维持SLCs或PLCs干细胞状态上的作用，使SLCs或PLCs加速增殖分化为ALCs，从而导致睾丸内ALCs病理性的聚集。通过移植BMSC来源的Leydig样细胞发现，可通过减轻睾丸氧化应激反应及抑制睾丸组织凋亡的途径修复DEHP对小鼠睾丸的损伤，使睾酮分泌增加，从而促进受损睾丸功能的恢复。以上研究提示酞酸酯类化合物可通过改变表观遗传学而损伤雄性生殖系统，而移植BMSC来源的Leydig样细胞有望成为一种治疗睾丸功能低下的新方法。