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苯并芘(Benzo(a)pyrene;3,4-Benzypyrene; BaP)是一种多环芳香族碳氢化合物,它主要存在于煤焦油,汽车尾气,各类有机物产生的烟雾,烧烤的食物以及工业污水中。BaP具有雄性生殖毒性,它可以引起睾丸萎缩、精子数量及活动能力下降,降低曲精小管的长度和重量以及减少血浆和睾丸内的睾酮水平。多氯联苯(Polychlorinated biphenyls, PCBs)是一类人工合成的工业有机化合物,被列为12种最为危险的持续性有机污染物(Persistent organic pollutants, POPs)之一。PCBs的雄性生殖毒性和内分泌干扰效应已被大量研究证实。BaP和PCBs经常共存于环境中,且在体外实验中PCB126可通过增强BaP的氧化损伤毒性而表现出与BaP作用的协同效应。与PCB126同为二恶英类多氯联苯的PCB169毒性略低于PCB126,我们的研究假设PCB169与BaP联合暴露具有协同效应。在BaP的毒作用机制中,BaP进入细胞微粒体中代谢形成环氧化苯并芘可与DNA共价结合形成DNA加合物可造成DNA损伤,而形成DNA加合物的靶点往往位于DNA的甲基化区域；另外,也有不少研究证实,BaP暴露可引起DNA甲基化和组蛋白乙酰化的改变。所以,表观遗传修饰的改变很可能是BaP生殖毒性机制的重要组成部分。新生期是甲基化形成和维持的关键时期,也是机体受化学物干扰的敏感期。因此,本研究以新生SD大鼠联合暴露BaP和PCB169为模型,评价两种化学物的近期和远期联合生殖毒效应,同时探索表观遗传机制在BaP致生殖功能损伤中的作用。出生当天(Postnatal Day0, PNDO),将所有雄性SD大鼠混合后,重新分成10只/窝(组内、组间体重变异小于10%)。在PND1,按窝别随机分成对照和处理组,每组30只。从PND1开始连续7天,对照和处理组分别经口给予等量的溶剂对照；或BaP5、10和25mg/kg BW;或PCB1690.25mg/kg BW,或PCB1690.25mg/kg联合BaP5、10和25mg/kg BW.各组大鼠分别于染毒结束后24h(PND8)、青春期(PND35)和成年期(PND90),经麻醉后处死,收集并保存血液、肝脏、睾丸及附睾。结果一新生期大鼠BaP和PCB169联合暴露影响成年精子数量及血清睾酮水平BaP暴露后,到PND90,每日精子生成量在BaP10mg/kg,25mg/kg下降；PCB1690.25mg/kg暴露亦导致PND90的每日精子生成量降低；在BaP和PCB169联合暴露的各个剂量组,每日精子生成量显著降低。BaP暴露后,在PND8和PND35, BaP10,25mg/kg剂量组引起血清中T水平降低,在PND90,仅BaP25mg/kg剂量抑制血清T水平;PCB1690.25mg/kg暴露在PND8, PND35和PND90均未引起血清T水平的变化；BaP和PCB169联合暴露后,在PND8和PND35,各个剂量组的血清T水平均显著降低,而在PND90, PCB169联合BaP10mg/kg和PCB169联合BaP25mg/kg剂量组血清T水平受到抑制。BaP和PCB169对成年期精子数量和发育各阶段血清睾酮水平的影响无协同作用。结果二新生期大鼠BaP和PCB169暴露干扰Leydig cells中类固醇合成酶的表达新生期BaP暴露后,在PND8和PND35, StARmRNA表达在BaP10mg/kg、25mg/kg剂量组下降,在PND90仅在BaP25mg/kg表达降低；17β-HSD mRNA的表达水平仅在PND8的BaP25mg/kg剂量组降低,在PND35和PND90未发生变化；BaP10mg/kg、25mg/kg剂量在PND8显著降低P450c17mRNA水平,各剂量在PND35和PND90未引起P450cl7mRNA变化；P450scc,17β-HSD和AR的mRNA表达在PND8, PND35和PND90均无变化。PCB1690.25mg/kg暴露后,StAR mRNA表达在PND8和PND35被抑制,在PND90无变化；P450scc、3p-HSD、P450c17、AR的mRNA表达水平在PND8下降,在PND35和PND90均未发生改变；17β-HSD的mRNA表达在PND8,PND35和PND90均无变化。BaP和PCB169联合暴露后,在PND8, StAR mRNA表达在所有剂量组均降低,在PND35和PND90仅在PCB169联合BaP10mg/kg及PCB169联合BaP25mg/kg剂量组降低；P450scc和P450c17的mRNA在PND8的各剂量组表达下降,在PND35仅PCB169联合BaP25mg/kg剂量组被抑制,在PND90无变化；3p-HSD、17β-HSD及AR的mRNA表达在PND8所有剂量组下降,在PND35和PND90均未受影响。BaP和PCB169仅在PND8对StAR和P450c17mRNA表达的影响具有协同作用,对其他类固醇合成酶表达的抑制在各个发育阶段均无协同效应。结果三新生期大鼠BaP和PCB169暴露对StAR, P450c17及AR基因表观遗传修饰的影响BaP暴露后,StAR启动子组蛋白H3K14的乙酰化水平在PND8, PND35和PND90的各剂量组均发生下降；StAR启动子组蛋白H3的乙酰化水平仅在PND8的BaP25mg/kg剂量下降,在PND35和PND90无变化；P450c17和AR启动子甲基化状态PND8, PND35和PND90未发生改变。PCB1690.25mg/kg暴露后,StAR组蛋白H3K14和H3乙酰化水平及AR启动子甲基化水平在PND8, PND35和PND90均无影响；P450c17启动子Aval位点的甲基化水平在PND8升高,在PND35和PND90未发生变化。BaP和PCB169联合暴露后,StAR启动子组蛋白H3K14的乙酰化水平在PND8的各个剂量被显著抑制,在PND35的PCB169联合BaP1Omg/kg和PCB169联合BaP25mg/kg剂量组降低,在PND90的PCB169联合BaP25mg/kg剂量组下降；P450c17启动子的甲基化水平在PND8降低,在PND35和PND90无变化；StAR组蛋白H3乙酰化水平和AR启动子的甲基化水平在发育各时段各剂量组均未发生改变。BaP和PCB169的协同作用仅体现在PND8对StAR启动子组蛋白H3K14乙酰化的抑制方面。结论新生期大鼠BaP暴露可抑制睾丸间质细胞中睾酮合成限速酶系的mRNA表达,在发育过程中可通过诱导StAR mRNA表达的持续下降,来持续抑制血清中的T水平,进而在成年期导致精子生成能力降低。BaP对StAR基因启动子组蛋白H3K14乙酰化水平的持续抑制是StAR mRNA表达持续下降的原因之一。BaP与PCB169联合暴露可在比BaP单独暴露更低的剂量下产生明显的毒效应,但两种化学物的协同效应不明显。