小剂量DBP延迟胚胎睾丸Leydig细胞发育导致单纯性尿道下裂的机制研究

The incidence of hypospadias in boys reaches up to 1/300, and about 90% of patients are isolated hypospadias. Environmental factors (e.g. DBP, a plasticizer) play an important role in the pathogenesis of hypospadias. In the preliminary study, the research group successfully used dibutyl phthalate (DBP), a plasticizer, to induce hypospadias in rats, and for the first time found that low-dose DBP could delay the development of Leydig cells that produce androgens in fetal testes, but the relevant mechanism is still unclear. This research, on the basis of the preliminary study, intends to investigate the effect of DBP-induced oxidative stress on the Hedgehog signaling pathway of Leydig cells by such methods as in vivo experiment, fetal testicular tissue culture and Leydig cell culture. In this way, it can be proved that DBP induces oxidative stress, which further affects Hedgehog signaling pathway and results in delayed development of Leydig cells in fetal testes. This project aimes to reveal the molecular mechanism underlying the DBP-induced isolated hypospadias and lay a theoretical and experimental foundation for the development of applicable prevention and intervention measures of isolated hypospadias.

尿道下裂在男性儿童中发病率高达1/300，其中90%左右为单纯性尿道下裂。环境因素在其发病中起重要作用。课题组在前期研究中成功使用塑化剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP）诱导大鼠产生尿道下裂，并首次发现小剂量DBP可使胚胎睾丸中产生雄激素的Leydig细胞发育延迟，但其机制尚不清楚。本课题拟在前期研究工作基础上，通过在体实验、胚胎睾丸组织培养与Leydig细胞培养等实验方法，研究DBP产生氧化应激对Leydig细胞Hedgehog信号通路的影响，证实DBP产生氧化应激进而影响Hedgehog信号通路而致胚胎睾丸Leydig细胞发育延迟。本项目旨在揭示DBP导致单纯性尿道下裂的分子机制，为制订相应的预防及干预措施奠定理论基础和实验依据。

环境因素在尿道下裂发病过程中起关键性作用，其中环境内分泌干扰物如塑化剂等与尿管下裂的关系已被广泛证实，但其机制尚不明确。研究显示小鼠、大鼠、人在孕早期均存在一个雄激素敏感期，在该敏感期使用雄激素干扰物会造成尿道下裂等畸形。睾丸Leydig细胞是胚胎中产生雄激素的主要细胞，而小鼠、大鼠、人的雄激素敏感期均与Leydig细胞刚开始分化并分泌雄激素的时间相一致。前期研究中，我们发现小剂量塑化剂邻苯二甲酸二丁酯（Dibutyl phthalate，DBP）可引起Leydig细胞分化延迟，继而使雄激素产生延迟，错过尿道发育的敏感期，是导致单纯性尿道下裂的重要原因。本次研究中，我们进一步研究了其中的详细机制，证实小剂量DBP对胚胎Leydig细胞的影响并非直接作用于Leydig细胞，而是通过氧化应激反应作用于其周围的Sertoli细胞，降低其旁分泌蛋白Desert Hedgehog（Dhh）表达水平，抑制其下游信号通路，间接导致Leydig细胞发育延迟，最终发生尿道下裂。本研究从一个全新的角度阐述了尿道下裂的发病机制，强调了“小剂量”与“发育延迟”，而并非传统研究中的“大剂量”与“细胞损伤”。本研究结果很好的解释了临床中尿道下裂患儿接触剂量远低于实验剂量，并且大多数并未合并睾丸发育不良等现象，是“睾丸发育不良综合症”学说的重要补充，为预防环境因素导致尿道下裂提供了理论依据。