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得克隆(Dechlorane Plus,DP)是一种使用广泛、易在环境和生物体(特别是动物的生殖腺)内蓄积的氯代阻燃剂。本课题组前期研究发现:10-6M DP能够诱导雌激素受体(estrogen receptor,ER)阳性的人乳腺癌细胞MCF-7增殖,且具有时间-效应和剂量-效应关系;DP主要通过ERα介导的经典基因组途径和MAPK/ERK等非基因组途径发挥内分泌干扰作用。DP是否对雄性生殖细胞活性及类固醇激素的合成产生影响目前尚未见报道,相关研究对客观评价DP的生态风险具有重要意义。
本论文采用环境相关浓度(10-5-10-9M)DP暴露处理小鼠睾丸间质细胞mLTC-1,以雌二醇(Estradiol,E2)为阳性对照,MTT法检测暴露24和48小时后的细胞增殖情况。在此基础上,选取对细胞活性具有显著效应的DP浓度再次进行暴露处理,加入促黄体生成素(luteinizing hormone,LH)诱导类固醇的合成。通过RT-qPCR和western blot,对参与胆固醇转运(LHR和StAR)、类固醇激素合成(CYP11A1、CP17A1、HSD3B1和HSD17B3)及类固醇合成调控通路(cAMP/PKA和IGF/MAPK/ERK)中的相关分子进行定量分析,探究DP对雄性生殖细胞性激素合成影响的分子机制。
细胞活性检测发现,不同浓度DP对mLTC-1细胞生长具有双相剂量效应,表现出内分泌干扰物特有的高剂量抑制、低剂量促进的双相剂量-效应。对相关分子的定量分析揭示了不同浓度DP双相内分泌干扰作用的可能分子机制:高低浓度DP暴露对参与胆固醇转运的LHR和StAR表达均无显著性影响;高浓度(10-5M)DP暴露可通过下调表达与睾酮合成相关的CYP11A1和HSD17B3,及降低类固醇合成调控通路中PKA和ERK1/2的磷酸化水平,抑制mLTC-1细胞增殖,从而表现出抗雄激素作用;低浓度(10-9M)DP暴露可通过上调表达与睾酮合成相关的HSD3B1和HSD17B3,及升高类固醇合成调控通路中PKA和ERK1/2的磷酸化水平,促进mLTC-1细胞增殖,从而表现类雄激素作用。
综上,本论文通过体外实验发现了不同浓度的DP对mLTC-1细胞具有非单调剂量-效应特征的内分泌干扰作用,并从胆固醇转运、类固醇激素合成和类固醇合成调控三个方面探讨了DP双相剂量效应可能的分子机制。本论文的研究结果说明DP具有复杂的生物学作用,环境相关浓度DP暴露可能对雄性动物的生殖细胞活性及性激素合成产生潜在的影响。这些基础数据将为全面了解DP的毒性,进而客观评价其生态风险提供科学依据。
本论文采用环境相关浓度(10-5-10-9M)DP暴露处理小鼠睾丸间质细胞mLTC-1,以雌二醇(Estradiol,E2)为阳性对照,MTT法检测暴露24和48小时后的细胞增殖情况。在此基础上,选取对细胞活性具有显著效应的DP浓度再次进行暴露处理,加入促黄体生成素(luteinizing hormone,LH)诱导类固醇的合成。通过RT-qPCR和western blot,对参与胆固醇转运(LHR和StAR)、类固醇激素合成(CYP11A1、CP17A1、HSD3B1和HSD17B3)及类固醇合成调控通路(cAMP/PKA和IGF/MAPK/ERK)中的相关分子进行定量分析,探究DP对雄性生殖细胞性激素合成影响的分子机制。
细胞活性检测发现,不同浓度DP对mLTC-1细胞生长具有双相剂量效应,表现出内分泌干扰物特有的高剂量抑制、低剂量促进的双相剂量-效应。对相关分子的定量分析揭示了不同浓度DP双相内分泌干扰作用的可能分子机制:高低浓度DP暴露对参与胆固醇转运的LHR和StAR表达均无显著性影响;高浓度(10-5M)DP暴露可通过下调表达与睾酮合成相关的CYP11A1和HSD17B3,及降低类固醇合成调控通路中PKA和ERK1/2的磷酸化水平,抑制mLTC-1细胞增殖,从而表现出抗雄激素作用;低浓度(10-9M)DP暴露可通过上调表达与睾酮合成相关的HSD3B1和HSD17B3,及升高类固醇合成调控通路中PKA和ERK1/2的磷酸化水平,促进mLTC-1细胞增殖,从而表现类雄激素作用。
综上,本论文通过体外实验发现了不同浓度的DP对mLTC-1细胞具有非单调剂量-效应特征的内分泌干扰作用,并从胆固醇转运、类固醇激素合成和类固醇合成调控三个方面探讨了DP双相剂量效应可能的分子机制。本论文的研究结果说明DP具有复杂的生物学作用,环境相关浓度DP暴露可能对雄性动物的生殖细胞活性及性激素合成产生潜在的影响。这些基础数据将为全面了解DP的毒性,进而客观评价其生态风险提供科学依据。