MEHP/GEN暴露对大鼠胚胎期睾丸氧化应激、睾酮合成和生殖细胞分化的影响及机制研究

The embryonic stage is a critical period for testicular germ cell differentiation and development, endocrine disrupting chemicals (EDCs) exposure during this stage can cause reproductive germ cells, especially the gonocyte differentiation disorder and functional decline, so research on testicular germ cells disruption after single or multiple exposure to EDCs has important scientific and practical significance. Our previous studies had shown that DEHP could disrupt the development and normal function of testes via disrupting testosterone synthesis and oxidative state; low doses of phytoestrogen genistein (GEN) could reduce plasticizer MEHP caused oxidative damage in Sertoli cell , but the study only focuses on single cell component, failing to assess the overall impact of testicular germ cells. This project intends to apply fetal rat testis in vitro culture model (FeTA model ) and use modern molecular biology techniques to study the effects and mechanisms of MEHP / GEN exposure on testicular oxidative stress, testosterone synthesis and germ cells differentiation, and especially clarify the mechanisms involved in the protective role of GEN on MEHP induced testicular damage, which would ultimately provide a tool for EDCs exposure risk assessment and avoidance method, enhancing its important theoretical and practical significance.

胚胎期是睾丸生殖细胞分化及发育的关键时期，该时期环境内分泌干扰物（EDCs）暴露可导致生殖细胞尤其是生殖母细胞分化障碍及功能衰退，研究单一或多种EDCs暴露对睾丸生殖细胞的影响及机制具有重要的科学意义。我们前期研究表明，塑化剂邻苯二甲酸酯类化合物DEHP可通过干扰睾酮合成和氧化应激影响睾丸的发育及功能；小剂量植物雌激素染料木黄酮（GEN）可减轻DEHP代谢产物MEHP所致支持细胞氧化损伤，但后一研究仅针对单一的支持细胞成分，未能对睾丸整体及生殖细胞的影响进行评估。本项目拟在前期研究基础上，应用胎鼠睾丸组织离体培养模型（FeTA模型）和现代分子生物学技术，系统研究MEHP与GEN单一或联合暴露对睾丸氧化应激、睾酮合成和生殖细胞分化的影响及其机制，尤其是GEN对MEHP所致睾丸损伤的协同或拮抗（保护）作用及机制，为EDCs暴露风险评估和建立规避方法奠定科学基础，具有重要的理论和实践意义。

环境内分泌干扰物（EDCs）暴露对睾丸发育的影响是环境与健康相关领域重要的研究方向。塑化剂邻苯二甲酸-2-乙基己酯（DEHP）及其代谢产物邻苯二甲酸单-2-乙基己酯（MEHP）与植物雌激素染料木黄酮（GEN）是最为广泛存在于环境中的两类EDCs。本项目建立并改良了大鼠胚胎睾丸组织培养（FeTA）模型，并用该模型系统研究了MEHP及GEN 单一或联合暴露对于大鼠胚胎睾丸超微结构、氧化应激、睾酮合成和生殖细胞分化影响及其机制。HE 染色可见改良FeTA模型培养的睾丸组织结构完整，无中央坏死现象发生，组织内有典型的曲细精管，可见生殖母细胞、支持细胞及间质细胞; 低剂量MEHP（10μM）干预后，透射电镜下可见支持细胞、生殖母细胞线粒体肿胀，出现坏死及凋亡的支持细胞和生殖母细胞，高剂量MEHP（100μM）干预后还可见多核生殖母细胞、生殖母细胞电子密度增加、曲细精管基底膜破裂、小管内支持细胞；GEN（0.1，1，10 μM）、MEHP（0.1 μM）暴露对大鼠胚胎睾丸组织抗氧化酶活性、Nrf2-ARE通路及下游抗氧化基因、睾酮浓度及睾酮合成相关基因、各类细胞相关基因未造成干扰，MEHP（1μM，10μM）暴露可以导致睾丸组织抗氧化酶活性、Nrf2-ARE信号通路及下游抗氧化基因表达水平较对照组出现显著下降、睾酮浓度降低、睾酮合成相关基因表达降低，GEN（10μM）可通过上调Nrf2-ARE信号通路表达、增强抗氧化酶活性减轻MEHP单一暴露对大鼠胚胎睾丸氧化损伤。综上所述，大鼠胚胎睾丸组织可在软琼脂糖培养系统中生长良好、保持活性，并向培养液中分泌睾酮；GEN具有拮抗MEHP暴露所引起的睾丸功能损伤的作用。