邻苯二甲酸酯复合染毒对睾丸间质细胞及间质干细胞的毒性机制研究

Phthalates are plasticisers for PVC plastics. They may cause reproductive malformation in boys. Diethylhexyl phthalate (DEHP), diethyl phthalate (DEP), and dibutyl phthalate (DBP) are major phthalates detected in the new-born blood. Fetal Leydig cells (FLC) produce hormones that are critical for the development of fetal reproductive tract including testis and penis. When exposed in mixture, they synergize to interfere with stem Leydig cells (SLC), causing FLC dysplasia and affecting the expression of steroidogenic transcription factor 1 (SF1) and its target gene INSL3 and steroidogenic enzyme. In this application, we will expose pregnant or lactating rats with DEHP, DEP and DBP alone or in combination, and observe their effects of on reproductive biomarkers of male pups and adult rats. Dose response relationship will be calculated and the mathematic model will be established. Cells from Leydig lineage including SLC and FLC will be purified and the effects of phthalates will be explored. Genomics profiling of Leydig cells will be determined by microarray analysis combined with bioinformatics analysis. The methylation of SF1 will also be determined to study of epigenetic effects of phthalates.

邻苯二甲酸酯为塑料制品增塑剂，会造成胎儿严重生殖畸形。研究发现，新生婴儿血中总邻苯二甲酸酯主要为邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、二乙基己酯(DEHP)和二丁酯(DBP)。胚胎间质细胞(FLC)产生的激素是睾丸、阴茎和附性腺发育的关键。邻苯二甲酸酯类复合染毒时可能产生协同作用，干扰间质干细胞(SLC)，造成各阶段间质细胞发育障碍，影响类固醇生成转录因子1(SF1)及其靶基因胰岛素样生长因子3(INSL3)和类固醇合成酶的表达。我们对孕鼠及通过母乳进行DEP、DEHP和DBP单独和复合染毒，观察新生、幼及成年鼠的生殖生物标志，绘制剂量反应曲线，建立整体和细胞水平复合染毒的数学模型。纯化SLC及各阶段间质细胞，检测单独和复合染毒对各阶段细胞功能及分化的影响；用基因芯片检测基因表达，构建信号通道，检测SF1的甲基化变化，评估DEP、DBP和DEHP单独和复合染毒后的表观遗传调控

邻苯二甲酸酯为塑料制品增塑剂，会造成胎儿严重生殖畸形。研究发现，新生婴儿血中总邻苯二甲酸酯主要为邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、二乙基己酯(DEHP)和二丁酯(DBP)。胚胎间质细胞(FLC)产生的激素是睾丸、阴茎和附性腺发育的关键。邻苯二甲酸酯类复合染毒时可能产生协同作用，干扰间质干细胞(SLC)，造成各阶段间质细胞发育障碍，影响类固醇生成转录因子1(SF1)及其靶基因胰岛素样生长因子3(INSL3)和类固醇合成酶的表达。.DEP 的所有剂量对染毒的F1 代子鼠性别比例、死亡率和个数没有明显影响，但在100mg/kg/d 及以上时对AGD、体重有显著减少。胚胎睾丸间质细胞的数目有增加，但并无统计学意义。在1000mg/kg/d 的剂量下FLC 聚集作用与对照组相比有明显差异；而所有剂量组都减小了细胞体积、胞质体积和核体积。DEP 对睾丸类固醇合成酶基因及Leydig 细胞相关基因基本无显著影响，只有1000mg/kg 的混合物对睾酮合成酶3βHSD 的基因表达和其蛋白表达有显著影响。另外，DEP 染毒F1 代INSL3 的蛋白表达水平显著下降。睾酮水平在1000mg/kg剂量组有显著下降。DEHP 的所有剂量对细胞聚集作用与对照组相比也非常显著。基本所有剂量组中Leydig 细胞相关基因Lhcgr，StAR，Lif，Insl3，Igf1，Cyp11a1 均显示了不同程度的表达显著减少，支持细胞的基因Fshr 也出现了表达显著减少。睾酮水平在500mg/kg 和1000mg/kg 剂量组有显著下降。10mg/kg 的DEP 与DEHP 混合物对染毒的F1 代子鼠性别比例、死亡率和个数没有明显影响，但所有剂量都显著降低了AGD 和F1 代雄崽体重。大鼠FLC聚集作用与对照组以及单个化合物染毒组比较均有显著差异；另外所有剂量的混合物显著降低了FLC 细胞体积，抑制了Insl-3 的基因和蛋白表达水平；对睾酮合成酶3βHSD 的基因表达均无显著影响，与DEHP 相似的是，也具有随剂量增加而上调的趋势，而所有剂量都显著降低了其蛋白表达。与对照组相比，Lhcgr，Igf1 的基因表达都有显著减少。500mg/kg 与1000mg/kg 的混合物显著抑制了睾丸睾酮水平。采取剂量相加模式和综合相加模式计算预测效应，结果证明剂量相加模式与实际观察结果最接近