DEHP暴露对雄性斑马鱼生殖及子代发育影响的DNA甲基化机制研究

Di-(2-ethylhexyl)-phthalate (DEHP) is extensively used as plasticizer in consumer products, such as food packaging, medical devices, car products and children's toys. It has been detected in a variety of environmental media as well as wild animals and human tissues. Previous studies indicated that DEHP affected reproductive system on male animals, but the effect on offspring development and the molecular mechanism underlying this process have not yet been clarified. Therefore, in this proposal, we will study the effects of long-time DEHP exposure on male zebrafish production with environmentally relevant concentrations, and the following impacts on offspring development. With the environmental toxicology and molecular biology techniques, we will comprehensively evaluate the results on gene expression, hormone concentration and histopathology. In order to get a better understanding of the mechanism, we will analyze the changes of DNA methylation on testis and offspring, then the status of methylation on CpG islands in several key genes will also be detected. This study will give us a new insight on DEHP-mediated toxicity mechanism and provide novel ideas on studying toxicity of other organic pollutants.

邻苯二甲酸二乙基己酯（di-(2-ethylhexyl)-phthalate, DEHP）作为增塑剂广泛用于食品包装、医疗用品、汽车产品及儿童玩具等的制造，在环境中普遍存在。目前在各种环境介质、野生动物体内以及人体各种组织中均检测出它的存在。已有的研究表明DEHP对雄性动物具有生殖毒性，但是对子代发育的影响及其分子机理，目前尚不明确。鉴于上述原因，在本项目中，我们将以雄性斑马鱼为模型开展DEHP环境相关浓度的长期暴露，综合运用环境毒理学和分子生物学技术，从基因、蛋白、激素和组织病理学水平，研究DEHP对雄性斑马鱼的生殖毒性及对子代发育影响。检测性腺组织和子代DNA甲基化水平，分析关键基因启动子区域CpG岛甲基化修饰情况，揭示其毒性作用分子机理。本研究的开展将会拓展人们对DEHP毒性机制的认识，为其它有机污染物的毒性机理评价提供新的思路。

研究表明，DEHP影响哺乳动物的生殖系统，但其单独对雄性动物的生殖毒性及其相关表观遗传学机理还不是很清楚。鉴于上述问题，我们以三月龄性成熟雄性斑马鱼为模型，环境相关浓度DEHP(0, 10, 33 and 100 μg/L)长期暴露三个月，系统性的研究了对其生殖相关的影响。研究结果表明，环境相关浓度DEHP长期暴露能够影响雄鱼精子的生成及精子生成相关性激素的合成，对性腺组织造成损伤，改变性激素相关基因的表达。最终造成雄性斑马鱼的受精能力下降，影响F1代幼鱼的生长发育。进一步的研究表明了DNA甲基化状态的改变是导致DEHP对雄性斑马鱼生殖及子代发育毒性的重要机理。另外，我们还研究了DEHP对斑马鱼甲状腺毒性其机理。结果表明，不同浓度的DEHP (0, 40, 100, 200, 400 μg/L)暴露，能够影响斑马鱼幼鱼体内甲状腺激素的合成及HPT轴相关基因的表达。以上的研究为DEHP和其它酞酸酯污染物的毒性提供新的思路，为DEHP的环境风险评价提供理论依据。