DEHP暴露诱导鹌鹑卵巢与输卵管发育迟滞的机制

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邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(Di-2-ethylhexyl phthalate,DEHP)是世界范围内最常使用的塑化剂之一,在大气、水及土壤中广泛存在,被世界卫生组织列为潜在的内分泌干扰物。其能够引发生殖功能障碍,导致卵巢和输卵管发育异常,干扰卵泡发育,但其毒理学机制仍不清楚。为了探究DEHP致雌性鹌鹑卵巢和输卵管发育毒性的机制,本试验选用150只雌性日本鹌鹑随机分成5组(30只/组):空白对照组(Con)、溶媒对照组(Vcon)、低剂量染毒组(250 mg/kg DEHP组)、中剂量染毒组(500 mg/kg DEHP组)和高剂量染毒组(750 mg/kg DEHP组),采用灌胃方式连续处理45 d。观察卵巢和输卵管形态结构与功能变化,卵巢颗粒细胞、卵泡膜细胞的超微结构,检测卵巢和输卵管组织中DEHP及其代谢产物的残留量、血清性激素水平、性激素分泌相关调控因子、抗氧化功能、PPAR信号通路相关调控因子、Wnt/Ctnnb1信号通路与Hoxa家族相关调控因子。为揭示DEHP及其主要代谢产物邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(mono-(2-ethylhexy)phthalate,MEHP)毒性的机制,以原代鹌鹑卵巢颗粒细胞为体外染毒模型,经过预试验确定了MEHP与PPAR激活剂Rosiglitazone、PPAR抑制剂GW9662的作用时间与剂量,随后将细胞分为八组:Con组(空白对照组)、GW9662组(10μM GW9662)、Rosi组(50μM Rosiglitazone)、MEHP组(50、100、200μM MEHP)、MEHP+GW9662组(200μM MEHP+10μM GW9662)、MEHP+Rosi组(200μM MEHP+50μM Rosiglitazone),处理24 h后检测了细胞活性、细胞形态、超微结构、性激素分泌相关调控因子、PPAR信号通路相关调控因子的表达水平。研究结果表明:(1)在高剂量DEHP染毒下,MEHP在卵巢和输卵管中的残留量分别达到DEHP残留量的1.8倍和2.3倍,表明MEHP是造成卵巢和输卵管毒性的主要代谢产物。DEHP暴露诱导卵巢和输卵管组织中T-AOC能力、GST和T-SOD活性下降,MDA含量升高,诱发卵巢和输卵管组织氧化应激。(2)DEHP暴露导致卵巢组织中成熟卵泡的数量和体积明显减少,卵泡膜细胞与颗粒细胞边界不清晰,细胞核染着色浅,卵泡膜细胞排列紊乱,卵巢颗粒细胞层厚度降低;输卵管组织上皮细胞层变性明显增加,间质细胞核边界不清晰,空泡化增多,输卵管膨大部上皮细胞层中纤毛细胞比例降低;卵巢和输卵管生殖细胞线粒体损伤(线粒体体积密度减小,线粒体嵴减少、空泡化,受损线粒体百分比增加),表明DEHP暴露导致卵巢和输卵管病理学损伤,导致卵泡发育障碍。(3)DEHP暴露降低血清中FSH、PRL和E2的水平,增加T、LH和P的水平;降低HPOA轴中性激素分泌相关调控因子(Gn RH、17β-HSD、P450arom、ERβ、FSH)的表达水平,增加性激素分泌相关调控因子(PRLH、LH、PRL、PGR、St AR、3β-HSD、P450scc、ERα)的表达水平,表明DEHP暴露导致HPOA轴性激素分泌相关调控因子表达紊乱和性激素合成障碍。(4)DEHP暴露增强卵巢组织中PPAR信号通路相关调控因子(PPARα和PPARγ)的免疫荧光强度,减弱P450arom的免疫荧光强度,激活PPAR信号通路,降低P450arom的表达,抑制雌二醇的生成,造成卵巢颗粒细胞损伤、影响卵泡发育过程。(5)MEHP引起卵巢颗粒细胞显著的细胞毒性,包括细胞活性降低、细胞形态和超微结构改变、性激素分泌相关调控因子表达紊乱;PPARγ激动剂Rosiglitazone加剧MEHP引起的卵巢颗粒细胞增殖抑制和线粒体损伤,进一步抑制P450arom的表达;PPARγ拮抗剂GW9662拮抗MEHP引起的卵巢颗粒细胞增殖抑制和线粒体损伤,增加P450arom的表达,进而通过激活雌二醇生成过程,拮抗MEHP诱发的性激素分泌相关调控因子表达紊乱;表明MEHP通过激活PPAR介导的性激素调控机制引起鹌鹑卵巢颗粒细胞功能障碍。(6)DEHP暴露增加输卵管组织中Wnt/Ctnnb1信号通路相关调控因子(Wnt5a、Wnt7b、Fzd6、Dvl1、Axin1、Ctnnb1、Lef1、Tcf7l2、Hoxa9、Hoxa10)的表达水平,降低Wnt/Ctnnb1信号通路相关调控因子Gsk3β的基因和蛋白表达水平,表明DEHP暴露导致输卵管组织中Wnt/Ctnnb1信号通路相关调控因子表达紊乱,可能通过激活Wnt/Ctnnb1信号通路调控靶基因的转录,导致输卵管组织的形态和功能发生变化,最终引起输卵管发育迟滞。综上所述,DEHP暴露引起卵巢和输卵管组织发育迟滞、产蛋量和蛋壳重量下降、性激素分泌紊乱和氧化应激,并造成卵巢颗粒细胞增殖障碍和线粒体损伤,通过激活PPAR信号通路,抑制P450arom表达,引起雌二醇合成障碍,干扰HPOA的调控,激活Wnt/Ctnnb1信号通路,影响卵泡的发育,最终导致鹌鹑雌性生殖系统发育迟滞。本研究为DEHP诱导的卵巢和输卵管发育毒性的分子机制提供了新的证据。
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