DEHP通过诱导线粒体质量控制功能异常造成小脑毒性的研究

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邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是世界范围内产量最高的塑化剂之一,由于其理化性质比较特殊,导致DEHP极容易从载体中游离到外界环境中,广泛存在于大气、水源及土壤中。已经有确切的证据证明DEHP具有包括发育毒性、生殖毒性、内分泌毒性、免疫毒性在内的多种毒性,因此,DEHP已被世界卫生组织列为2B类致癌物,然而其对小脑的神经毒性其分子机制仍不清楚。为了探究DEHP造成鹌鹑小脑神经毒性损伤机制,本试验选用150只雄性日本鹌鹑作为试验对象,每组30只,随机分为以下5个组别:空白对照组(Con)、溶媒载体对照组(Vcon)、250 mg/kg BW DEHP组(D250)、500 mg/kg BW DEHP组(D500)和750 mg/kg BW DEHP组(D750),DEHP处理组采用DEHP灌胃接毒,Con和Vcon组采用水和玉米油进行同种操作,试验期为45 d。通过观察小脑病理学与超微结构变化,检测组织中氧化应激信号通路、线粒体生物发生、线粒体动力学、线粒体自噬信号通路、热休克反应等关键调控因子的表达,试验结果表明:(1)DEHP暴露导致小脑结构受损,颗粒细胞数量减少,部分浦肯野细胞胞体出现增大或变形,细胞膜边界模糊,部分浦肯野细胞细胞核消失。(2)DEHP暴露破坏小脑超微结构:部分细胞染色质边集、线粒体嵴减少、线粒体膜破损,D750处理组中发现自噬泡的形成,损伤存在剂量依赖效应。(3)DEHP暴露干扰小脑组织中Nrf2及其下游基因(HO-1、SOD1、SOD2、SOD3、GPX4、NQO1、GCLC、GCLM、GST、CAT)的表达水平,表明DEHP暴露导致小脑组织氧化应激。(4)DEHP暴露降低线粒体生物发生相关调控元件(PGC-1α、Nrf1、TFAM、Sirt1、Sirt3)mRNA与蛋白的表达,表明DEHP能够抑制细胞线粒体生物发生过程。(5)DEHP暴露导致线粒体融合相关因子(OPA1、MFN1、MFN2)的表达量增加、线粒体分裂相关因子(DRP1、FIS1)表达量减少,表明DEHP引发线粒体动力学紊乱,受损线粒体显著增加,干扰线粒体健康调控系统。(6)DEHP暴露导致小脑组织中线粒体自噬信号通路关键因子(PINK1、Parkin、TOMM20、TOMM40、TOMM70、FOXO3、BINP3、FUNDC1、VDAC1)的表达水平增加,P62的表达水平减少,表明DEHP暴露导致小脑线粒体自噬。(7)DEHP暴露导致热休克因子(HSF1、HSF2、HSF3)及热休克蛋白(HSP10、HSP25、HSP40、HSP60、HSP70、HSP90、HSP110)的表达水平减少,表明DEHP抑制小脑热休克防御反应系统。综上所述,DEHP暴露导致鹌鹑小脑组织发育异常且结构受损,氧化应激,线粒体生物发生抑制、线粒体动力学失衡、线粒体自噬增强及热休克系统抑制造成小脑组织中线粒体损伤,导致鹌鹑小脑神经毒性,本研究为DEHP致小脑毒性损伤的分子机制提供了证据。
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