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睾丸间质细胞(Leydig cell)是位于睾丸曲细精管间质之间的一类类固醇激素合成细胞,它能合成分泌雄性激素,这对于精子的发生、男性生殖器官发育,以及维持第二性征和性功能都是至关重要的。睾丸间质细胞,作为雄性体内最主要的雄激素来源,其发育过程及功能受到了各种环境因素的影响。 丁基羟基茴香醚(BHA)是一种人工合成的抗氧化剂,目前被广泛用于长期保存食品、化妆品和药品。虽然BHA在一般情况下被认为是安全的,但目前它已被归类为一种可疑的内分泌干扰物。已有研究证实BHA是一种局部雌激素受体激动剂,同时也是一种抗雄激素。然而,BHA是否影响雄激素的生物合成?它的作用机制又是怎样的?这些都尚不清楚。 实验目的: 本研究的目的是调查 BHA对大鼠未成熟睾丸间质细胞类固醇激素合成的影响及其作用机制。 实验方法: 本研究采用35日龄雄性SD大鼠作为实验对象,分离纯化其未成熟睾丸间质细胞,用含不同浓度BHA(0.05、0.5、5和50μM)的加有10ng/ml黄体生成素(LH)的培养基体外培养3h,并设对照组(0μM,乙醇,为 BHA溶媒)。孵育3h后,收集培养液上清,用放射免疫分析技术测定培养液上清中的5α-雄烷-3α,17β-二醇(DIOL)和睾酮(T)含量,确定 BHA对未成熟睾丸间质细胞中雄激素产量的影响。在此基础上,用50μM BHA分别联合不含LH、含10ng/ml LH、10mM8Br-cAMP、20μM各种类固醇(为类固醇激素合成酶的底物,包括22R-羟基-胆固醇、孕烯醇酮、孕酮、雄烯二酮、睾酮和双氢睾酮)的培养基体外培养未成熟睾丸间质细胞3h后,收集培养液上清,用放射免疫分析技术测定培养液上清中的DIOL和T含量;收集未成熟睾丸间质细胞,提取细胞RNA,进行逆转录合成cDNA,然后运用实时荧光定量PCR(Q-PCR)技术,检测BHA对未成熟睾丸间质细胞相关基因:Lhcgr、Scarb1、Star、Cyp11a1、Hsd3b1、Cyp17a1、Hsd17b3、Srd5a1和Akr1c14 mRNA表达水平的变化;收集正常35天龄 SD雄性大鼠睾丸匀浆制备微粒体,在微粒体-底物混合液中加入BHA,采用同位素示踪法分别检测催化产物孕酮、雄烯二酮、睾酮和双氢睾酮的转化率,从而确定BHA对3β-羟基类固醇脱氢酶1(HSD3B1)、17α-羟化酶/17,20裂解酶(CYP17A1)、17β-羟基类固醇脱氢酶3(HSD17B3)和类固醇5α-还原酶1(SRD5A1)活性的直接影响。 实验结果: 研究发现,经不同浓度 BHA(0.05-50μM)处理后,未成熟睾丸间质细胞分泌雄激素的总产量(T+DIOL)均有所降低,其中50μM BHA处理组与对照组相比,差异有统计学意义(P<0.001)。50μM BHA剂量组的未成熟睾丸间质细胞中LH-和8Br-cAMP-介导的雄激素的总产量(T+DIOL)明显低于对照组,其中主要表现为DIOL产量受到明显抑制,而T产量无明显变化。进一步研究BHA处理抑制雄激素分泌的作用机制发现,BHA为50μM时,可以直接抑制大鼠睾丸中CYP17A1和HSD3B1的活性,并减少Hsd17b3和Srd5a1 mRNA相对表达量及其相应蛋白表达水平。 实验结论: BHA可以直接抑制大鼠未成熟睾丸间质细胞中 CYP17A1和HSD3B1的活性,并减少Hsd17b3和Srd5a1基因表达水平,从而导致大鼠未成熟睾丸间质细胞中雄激素产量降低。