矮壮素的生殖毒性及其影响睾酮合成的HPG轴调节机制研究

Chlormequat chloride (CCC) is a plant growth regulator being widely used to various kinds of plants. Human are widely exposed to this chemical through daily activities. However, limited proofs have been organized to contribute to a primary decision on CCC’s reproductive toxicity and the mechanism involved in it remains unknown. In this project, we intend to evaluate CCC’s reproductive toxicity using in vivo rat prenatal exposure and pubertal exposure models and in vitro testicle leydig cell and human H295R cell mode, and to explore the possible mechanism in it. The study of the mechanism will be focus on hypothalamus- pituitary-gonad axis and cAMP-PKA/PKC-ERK1/2 pathway. The purposes of the study are to demonstrate the reproductive toxicity by CCC and the potential mechanism, and to provide significant scientific information for the safe usage of plant growth regulators.

矮壮素作为常用的植物生长调节剂，在植物产品中广泛残留、人体接触明显，但对其生殖毒性尚缺乏明确的结论,其毒作用机制尚待探讨。本项目应用大鼠青春期和出生前暴露体内生殖毒性评价模型，和原代睾丸支持细胞和人肾上腺皮质腺癌细胞（H295R）体外细胞培养模型，在全面评价矮壮素生殖毒性的基础上，围绕对下丘脑—垂体—性腺(HPG)轴调节的干扰及对cAMP-PKA/PKC-ERK1/2调控睾酮合成通路的影响对矮壮素生殖毒性机制进行研究。旨在全面阐明矮壮素的生殖毒性及其机制，为植物生长调节剂的安全使用，保障人群的健康提供理论指导。

矮壮素是常用的植物生长调节剂，人体有明显的暴露机会，但对其生殖毒性及机制尚未明确。本项目应用体内外模型，全面评价了矮壮素的生殖毒性，并对其相关机制进行了探讨。.选用SD雄性大鼠，从断乳（出生后23天，PND23）始灌胃染毒矮壮素（75、137.5、200 mg/kg ）至性成熟（PND60），研究矮壮素青春期暴露对雄性大鼠生殖发育的影响。选用成年SD受孕大鼠，于孕期灌胃染毒矮壮素（75、137.5、200 mg/kg），研究矮壮素孕期暴露对子代雄性大鼠生殖发育的影响。结果显示，矮壮素青春期暴露能够引起雄性大鼠青春期发育延迟、精子活力降低及繁殖能力损伤, 矮壮素孕期暴露能够引起子代雄性大鼠青春期发育延迟、精子活力降低，抑制性成熟时繁殖能力。下丘脑-垂体-睾丸轴中kisspeptin激素与PP1γ2蛋白可能分别在矮壮素延迟青春期发育与降低精子活力过程中发挥作用。.分离提取大鼠睾丸间质细胞，以0、0.8、4、20、100、200 μg/mL矮壮素染毒24 h，研究矮壮素对睾丸间质细胞睾酮合成、分泌的影响，并应用非标定量蛋白组学分析方法及使用内质网应激抑制剂等手段探讨可能的机制。结果显示，矮壮素能够作用于睾丸间质细胞，可能通过内质网应激途径抑制T的合成与分泌。.利用人肾上腺皮质腺癌细胞 H295R 细胞，在类固醇激素生成激活剂 forskolin有或无的条件下，研究矮壮素对性激素生成的影响。结果显示，在forskolin刺激下，矮壮素可影响H295R细胞类固醇激素合成关键酶的表达抑制睾酮和雌二醇的生成，其可能与cAMP-PKA-ERK1/2通路有关。.本项目研究结果对于全面阐明矮壮素的生殖毒性及其机制，对于植物调节剂的安全使用，保障人群健康具有重要的意义。