双酚A通过调控MKRN3影响大鼠青春期发育机制的初步研究

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目的:作为一种环境内分泌干扰物,双酚A,(Bisphenol A,BPA)提前启动青春期发育,促进性腺的成熟,进而导致性早熟。临床上罹患特发性中枢性性早熟的患者尿液中BPA的浓度显著高于正常青少年。然而,BPA促进青春期发育的具体机制却并不清楚。麦考林锌指蛋白3,Makorin RING finger protein 3(MKRN3)是青春期起始发育的一个重要抑制因子。青春期前,MKRN 3在下丘脑中高水平表达,抑制亲吻肽1(kisspeptin-1,KISS1)的表达,促性腺激素释放激素(Gonadotrophin-releasing hormone,Gn RH)保持低水平状态。当进入青春期时,MKRN 3的表达呈现出“断崖式”的下降,接着KISS 1表达显著上升,进而促进Gn RH的表达、激活HPG轴,最终导致青春期发育的起始。因此,MKRN 3在青春期起始发育过程中起“刹车”的作用。但是,哪些内部或外部的因素影响这个“刹车片”的功能状态却知之甚少。已有研究表明BPA能够通过调控下丘脑-垂体-性腺轴(Hypothalamic-pituitary-gonadal axis,HPG axis)的关键上游元件(亲吻肽,KISS peptin)来改变下丘脑中促性腺激素释放激素(Gn RH)的水平来影响青春期的起始。因此,BPA可否通过调控MKRN 3的功能来影响HPG轴的活性,最终启动青春期发育是一个非常有趣的问题。本课题旨在通过皮下注射的方式研究新生SD大鼠早期(PND1~10)不同浓度BPA暴露对其青春期起始发育的影响,并对其可能的机制进行初步探讨。方法:1)以新生SD大鼠(只)为研究对象,于出生后的第一天始(PND 1,12小时<出生时间<24小时)分别进行不同浓度BPA(溶剂,50μg/kg,500μg/kg,5 mg/kg,50 mg/kg)连续十天(每天一次)皮下注射处理,记录大鼠阴道开放时间、体重变化、两侧性腺以及子宫重量分别与体重比值的变化,采用经典的石蜡切片技术与HE染色方法观察大鼠卵巢与子宫组织学结构特征,应用ELISA技术检测大鼠外周血血清中激素Gn RH的水平,利用q RT-PCR、Western blotting等方法分析大鼠下丘脑中MKRN 3的表达变化。结果:实验发现,与对照组相比:1)BPA处理后下丘脑Mkrn 3的m RNA表达水平显著下降(P<0.05);2)下丘脑MKRN 3蛋白的表达水平下调;3)BPA处理后SD大鼠阴道开放时间明显提前(P<0.05);4)BPA处理组阴道上皮第一次动情期出现时间提前;5)BPA处理组大鼠(PND 18,20)外周血血清中Gn RH激素水平差异没有显著性变化;6)大鼠性腺和子宫重量与体重比值比较结果表明早期BPA处理对雌性性腺体重与体重比值影响较小,只有少数几组卵巢与子宫数值发生了改变,而对雄性性腺影响较大。无论是与溶剂组相比还是与对照组相比雄性睾丸体重在经过BPA处理后都出了比值减小的情况。HE染色切片结果提示经BPA处理后雌性中无论是子宫还是卵巢的组织学结构与对照组相比均无明显差异;7)BPA处理组大鼠早期体重出现下降,特别是高浓度组,下降趋势更加明显。雌性大鼠在经过BPA处理后早期体重没有显著性变化,而雄性大鼠早期体重存在明显下降趋势(P<0.05)。结论:1)新生SD大鼠早期BPA暴露下调下丘脑MKRN 3的表达;2)新生SD大鼠早期BPA暴露导致阴道开口时间和第一次动情周期出现提前,且呈现一定的浓度趋势。3)新生SD大鼠早期BPA暴露主要影响大鼠PND 18时生殖器官的发育以及分窝前大鼠的体重,对雄性大鼠体重的影响大于对雌鼠的影响。
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