SD大鼠新生期暴露多氯聯(lián)苯致雄性生殖毒效應(yīng)研究.pdf

1、多氯聯(lián)苯(Polychlorinatedbiphenyls,PCBs)是一大類普遍存在的持續(xù)性環(huán)境污染物。自上世紀(jì)70年代,PCBs生產(chǎn)和使用已被禁止,但由于其高度穩(wěn)定性,現(xiàn)仍廣泛殘留在土壤、空氣、水體和生物體內(nèi)。更為重要的是,PCBs可蓄積在生物體脂肪組織內(nèi),通過食物鏈的生物放大作用,造成動(dòng)物和人類不良健康結(jié)局,包括生殖毒性、內(nèi)分泌干擾效應(yīng)、神經(jīng)發(fā)育毒性和致癌。
　　近年來,雄性生殖健康備受人們的關(guān)注。PCBs對(duì)雄性生殖功能的影

2、響已有報(bào)道,但新生期子代直接暴露PCBs對(duì)成年睪丸功能影響的研究甚少。新生期是睪丸發(fā)育的重要時(shí)期之一,亦是睪丸受化學(xué)物干擾的敏感期。而且新生期化學(xué)物暴露易致雄性生殖功能的永久性損傷。因此,本研究旨在通過建立新生期暴露PCB153或PCB169的動(dòng)物模型,觀察和比較兩種暴露對(duì)睪丸功能的近期和遠(yuǎn)期效應(yīng)及其潛在的毒作用機(jī)理。
　　出生當(dāng)天(PostnatalDayO,PNDO),將所有雄性SD大鼠混合后,重新分成10只/窩(組內(nèi)、組間體

3、重變異小于10％)。在PND1,按窩別隨機(jī)分成對(duì)照和處理組,每組30只。從PND1開始連續(xù)7天,對(duì)照和處理組分別經(jīng)口給予等量的溶劑對(duì)照:或PCB1530.025、0.25和2.5mg/kgBW:或PCB1690.025、0.25和0.5mg/kgBW。各組大鼠分別于染毒結(jié)束后24h(PND8)、斷奶期(PND21)和成年期(PND90),經(jīng)麻醉后處死,收集并保存血液、肝腎、垂體、睪丸及附睪。
　　結(jié)果一:SD大鼠新生期暴露PCB1

4、53或PCB169影響成年睪丸功能
　　PCB1532.5mg/kg劑量組的體重從PND3至PND8,較對(duì)照組顯著減輕,但在PND21和PND90無顯著差異;在PND90,除了PCB1530.025mg/kg劑量組的肝重系數(shù)外,PCB153各劑量組的肝重及其系數(shù)均明顯下降,與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。
　　在PND8和PND21,PCB1690.25和0.5mg/kg劑量組肝重系數(shù)較對(duì)照組明顯升高;但0.5

5、mg/kg劑量組PND21睪丸重與對(duì)照組相比顯著下降。PCB1690.5mg/kg處理組從PND35至PND90,每周體重較對(duì)照組均顯著下降:在PND90,PCB169各劑量組肝重及其系數(shù)均明顯降低,且PCB1690.5mg/kg劑量組睪丸、附睪和腎重較對(duì)照組顯著下降。
　　PND8睪丸組織學(xué)檢查,HE染色在光鏡下發(fā)現(xiàn)PCB1532.5mg/kg組睪丸曲精小管結(jié)構(gòu)疏松,精原細(xì)胞形態(tài)明顯增大且與管內(nèi)結(jié)構(gòu)脫離;電鏡檢查顯示精原細(xì)胞體積

6、增大,胞質(zhì)內(nèi)含大量空泡。PCB1690.5mg/kg組PND8睪丸組織HE染色和電鏡檢查分別發(fā)現(xiàn),曲精小管結(jié)構(gòu)疏松、精原細(xì)胞胞質(zhì)呈空泡變性和精原細(xì)胞胞核變性萎縮、胞質(zhì)出現(xiàn)明顯空泡。在PND21和PND90,PCBs各處理組睪丸組織學(xué)檢查未見明顯異常。
　　在PND90,隨著染毒劑量的增加,睪丸每日精子生成量和附睪尾精子計(jì)數(shù)呈下降趨勢(shì),且在PCB1530.25和2.5mg/kg劑量組以及PCB169各劑量組,與對(duì)照組相比,差異有統(tǒng)計(jì)

7、學(xué)意義(P＜0.05)。與PCB153暴露劑量相比,暴露更低劑量PCB169即可誘導(dǎo)此效應(yīng)。
　　結(jié)果二:新生期暴露PCB153或PCB169影響體內(nèi)甲狀腺激素、性腺激素和促性腺激素水平
　　放免法測(cè)定血清甲狀腺激素水平發(fā)現(xiàn),暴露PCB153后,除0.025和0.25mg/kg劑量組PND21血清T4水平無變化外,其余各劑量組PND8,PND21和PND90血清T4水平均隨染毒劑量的增加而逐漸下降,與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意

8、義(P＜0.05);各劑量組PND21、PND90血清T3水平以及PND90血清TSH水平均顯著下降。
　　PCB169暴露后,各劑量組PND8、PND21和PND90血清T4水平均顯著下降:盡管PND8血清T3水平有升高趨勢(shì),但在PND21和PND90血清卻顯著降低;各劑量組PND8和PND90血清TSH水平均明顯低于對(duì)照組。
　　放免法測(cè)定性腺激素水平發(fā)現(xiàn),PCB153或PCB169暴露對(duì)PND21血清和睪丸組織中睪酮(

9、T)水平均無顯著影響;但PCB1532.5mg/kg劑量組PND90血清和睪丸組織中T水平顯著降低,伴血清E2水平明顯升高;而PCB169各處理組PND90血清和睪丸組織中T水平明顯低于對(duì)照組。結(jié)果提示PCB169抗雄激素效應(yīng)強(qiáng)于PCB153。
　　垂體LH和FSH水平經(jīng)免疫組化及其定量結(jié)果顯示,PCB153或PCB169暴露后均未引起PND8、PND21和PND90垂體LH和FSH水平明顯變化。
　　結(jié)果三:新生期暴露PC

10、B153或PCB169干擾Leydigcells合成類固醇激素
　　在PND8,PCB153各劑量組均顯著抑制睪丸類固醇生成因子SF-1mRNA的表達(dá);到PND21,SF-1mRNA的表達(dá)在0.25和2.5mg/kg劑量組明顯低于對(duì)照組:而PND90,僅2.5mg/kg劑量組仍可明顯抑制其表達(dá)。相比而言,PCB169各劑量組能顯著抑制PND8、PND21和PND90睪丸SF-1mRNA的表達(dá)。
　　在PND8和PND21,P

11、CB153或PCB169暴露對(duì)睪酮合成限速酶類固醇生成急性調(diào)控蛋白(STAR)、胞色素P450膽固醇旁鏈裂解酶(P450scc)、3β-羥類固醇脫氫酶(3β-HSD)和17,20-裂解酶(P450c17)mRNA的表達(dá)均無影響。但在PND90,PCB1530.25和2.5mg/kg劑量組顯著抑制StAR、P450scc和P450c17mRNA的表達(dá),而3β-HSDmRNA表達(dá)僅在2.4mg/kg劑量下被明顯抑制;同樣,PCB169各劑量

12、組均可明顯抑制P450sec、3β-HSD和P450c17mRNA的表達(dá),但僅0.5mg/kg劑量組顯著抑制StARmRNA的表達(dá)。
　　結(jié)果四:新生期暴露PCB153或PCB169干擾Sertolicells分化成熟
　　經(jīng)細(xì)胞增殖特異性標(biāo)志抗體PCNA免疫組化染色發(fā)現(xiàn),PCB153或PCB169各處理組PND21睪丸Sertolicells仍處增殖狀態(tài),而對(duì)照組Sertolicells已完全停止增殖。在PND90,對(duì)照和

13、處理組Sertolicells均未出現(xiàn)PCNA陽(yáng)性染色。
　　在PND8,PCB153或PCB169各劑量組均顯著抑制細(xì)胞間隙鏈接蛋白43(CX43)和細(xì)胞周期抑制因子P27kip1mRNA的表達(dá),但到PND90,所有處理組間CX43和P27kip1mRNA表達(dá)均無顯著差異。盡管PCB153或PCB169處理對(duì)PND21睪丸CX43mRNA表達(dá)無影響,但PCB1530.25和2.5mg/kg以及PCB1690.25和0.5mg/k

14、g劑量組均明顯抑NP27kip1mRNA的表達(dá)。
　　在PND21,PCB153或PCB169處理均顯著抑制ID2mRNA的表達(dá);且PCB1530.25和2.5mg/kg以及PCB1690.5mg/kg劑量組明顯抑制ID3mRNA的表達(dá)。但兩種處理均對(duì)PND90ID2和ID3mRNA的表達(dá)無顯著影響。
　　在PND90,雄激素受體(AR)和雄激素結(jié)合蛋白(ABP)mRNA的表達(dá)在PCB1530.25、2.5mg/kg和PCB

15、1690.25、0.5mg/kg劑量組被顯著抑制。
　　結(jié)論
　　SD大鼠新生期暴露PCB153或PCB169可誘導(dǎo)甲狀腺激素水平持續(xù)性下降,在成年期可通過TH-SF-1通路抑制T合成限速酶系mRNA表達(dá),進(jìn)而降低體內(nèi)T水平:同時(shí)甲狀腺激素水平持續(xù)性下降亦可干擾Sertolicells增殖和分化成熟,影響Sertolicells功能,最終兩者共同損傷睪丸正常的生精功能,導(dǎo)致成年精子數(shù)量下降。本研究結(jié)果提示男性在嬰兒期接觸持續(xù)