目的：利用大鼠睾丸间质瘤细胞R2C、小鼠受精卵细胞和早期胚胎为实验对象，初步探索氯丙醇（chloropropanol，CP）两种主要形式，即3-氯-1,2-丙二醇（3-monochloropropane-1,2-diol，3-MCPD）和1,3-二氯-2-丙醇（1,3-dichloro-2-propanol，1,3-DCP）影响生殖的毒性机制探索。方法：MTT法检测CP对R2C细胞的生长影响和筛选CP实验浓度；原子力显微镜（atomic force microscopy，AFM）和单细胞电泳法（single cell gel electrophoresisassay，SCGE）观察细胞形态和DNA损伤作用；放射免疫法（radioimmunoassay，RIA）检测细胞孕酮的合成和分泌状况；QRT-PCR法检测孕酮合成通路中关键基因StAR、P4C₅₀scc和3β-HSD mRNA水平；Western blotting法检测StAR和3β-HSD蛋白水平；流式细胞术（flow cytometry，FCM）检测细胞线粒体膜电位（mitochondrial membrane potential，MMP）；化学发光法（chemiluminescence，CL）检测细胞内活性氧（reactie oxygen species，ROS）和环腺苷酸（cyclic adenosinemonophosphate，cAMP）的水平。体外受精检测小鼠卵母细胞碎裂率、受精率和受精卵早期胚胎发育状况。结果：3-MCPD和1,3-DCP均可抑制R2C细胞生长。3-MCPD的IC₂₅、ICC₅₀和IC₇₅分别为1.027、1.802和3.160mM；1,3-DCP的IC₂₅、ICC₅₀和IC₇₅分别为1.161、1.897和3.100mM。AFM结果，3-MCPD或1,3-DCP刺激R2C细胞24h，随着IC₂₅、ICC₅₀到IC₇₅刺激剂量的增加，细胞体积逐渐变小，外形由多边趋向椭圆，细胞膜的变化用平均粗糙度（Ra）、均方根粗糙度（Rq）和平均高度（Rpm）来量化分析。3-MCPD各刺激组(IC₂₅、ICC₅₀和IC₇₅)和对照组的Ra值分别为36.10±4.46nm、40.80±10.04nm、82.92±12.73nm和14.70±2.44nm；Rq值分别为45.72±4.838nm、C₅₀.70±12.70nm、101.80±15.04nm和18.48±3.075nm；Rpm值分别为33.00±11.19nm、36.42±11.21nm、92.36±17.18nm和18.88±3.867nm。1,3-DCP各刺激组和对照组的Ra值分别为38.10±5.90nm、48.80±14.29nm、84.92±15.47nm和14.70±2.44nm；Rq值分别为51.98±6.35nm、60.08±13.25nm、108.5±7.47nm和18.48±3.075nm；Rpm值分别为35.00±11.52nm、46.42±13.72nm、100.4±18.54nm和18.88±3.867nm。以上各实验组与对照组之间进行两两比较，均有显著性差异（p＜0.05）。这些结果提示，3-MCPD和1,3-DCP对R2C细胞均有损伤作用。SCGE结果，3-MCPD或1,3-DCP刺激R2C细胞4h，用尾部DNA含量、尾长和Olive尾距来量化刺激组DNA的损伤状况。3-MCPD各刺激组和对照组尾部DNA含量分别为10.243±1.073%、11.427±1.865%、18.984±1.640%和4.288±0.660%；尾长分别为17.429±1.913μm、19.333±1.647μm、29.167±2.332μm和12.286±0.808μm；Olive尾距分别为3.247±0.471μm、4.844±0.807μm、8.965±0.800μm和1.759±0.144μm。1,3-DCP各刺激组和对照组尾部DNA含量分别为23.80±2.48%、34.33±3.18%、38.03±3.63%和4.29±0.66%；尾长分别为58.67±6.38μm、79.67±5.86μm、84.86±6.07μm和12.29±0.81μm；Olive尾距分别为7.80±1.13μm、18.C₅₀±1.22μm、21.05±2.74μm和1.76±0.14μm。以上各实验组与对照组之间进行比较，均有显著性差异（p＜0.05）。3-MCPD和1,3-DCP对细胞DNA均有损伤作用。RIA结果，3-MCPD或1,3-DCP刺激R2C细胞4h或24h，随着浓度的增加或时间的延长，具有抑制孕酮合成能力。3-MCPD刺激细胞4h，各刺激组与对照组相比，孕酮合成量没有显著性差异（p＞0.05）；3-MCPD继续作用细胞到24h，各刺激组和对照组的孕酮合成量分别为126.83±6.53ng、111.56±3.04ng、54.28±4.67ng和140.24±6.89ng。各刺激组与对照组相比有显著性差异（p＜0.05）。1,3-DCP刺激细胞4h，刺激组和对照组孕酮合成量分别为11.37±0.42ng、11.43±0.37ng、10.98±0.37ng和12.90±0.58ng，各刺激组与对照组相比均有显著性差异（p＜0.05）；1,3-DCP继续作用细胞到24h，各刺激组和对照组孕酮合成量分别为131.41±2.37ng、115.32±1.87ng、23.85±3.63ng和138.92±3.59ng。ICC₅₀和IC₇₅组分别与对照组进行比较，均有显著性差异（p＜0.05）。QRT-PCR结果，3-MCPD或1,3-DCP刺激R2C细胞4h或24h，随着浓度的增加或时间的延长，具有抑制StAR、P4C₅₀scc和3β-HSD mRNA表达的能力。3-MCPD刺激细胞4h，StAR和P4C₅₀scc mRNA表达量在各组间无显著性差异（p＞0.05）；3β-HSD mRNA表达量在IC₇₅组比对照组下降46.8±6.90%，有显著性差异（p＜0.05），IC₂₅和ICC₅₀组分别与对照组相比，无显著性差异（p＞0.05）。3-MCPD刺激细胞24h，StAR mRNA表达量在ICC₅₀和IC₇₅组分别比对照组下降25.1±3.0%和51.7±3.0%；P4C₅₀scc mRNA表达量在IC₂₅、ICC₅₀和IC₇₅组分别比对照组下降32.6±2.3%、32.5±2.7%和31.9±1.9%；3β-HSD mRNA表达量在IC₇₅组比对照组下降21.8±4.4%。上述比较有统计学意义（p＜0.05）。1,3-DCP刺激细胞4h，StAR mRNA表达量组间无显著性差异（p＞0.05）；P4C₅₀scc mRNA表达量在IC₇₅组比对照组降低20.8±3.5%；3β-HSD mRNA表达量在IC₂₅、ICC₅₀和IC₇₅组分别比对照组降低39.5±5.5%、67.1±3.6%和70.4±1.7%。上述比较有显著性差异（p＜0.05）。1,3-DCP刺激细胞24h，StAR mRNA表达量在IC₂₅、ICC₅₀和IC₇₅组分别比对照组下降44.6±2.9%、45.6±2.3%和C₅₀.3±4.6%；P4C₅₀scc mRNA表达量在ICC₅₀和IC₇₅组分别比对照组降低24.3±3.8%和45.5±4.4%；3β-HSD mRNA表达量在ICC₅₀和IC₇₅组分别比对照组降低27.6±2.6%和28.0±5.1%。上述比较有统计学意义（p＜0.05）。Western blotting检测结果，3-MCPD或1,3-DCP刺激R2C细胞4h或24h，随着浓度的增加或时间的延长，具有抑制StAR和3β-HSD蛋白表达的能力。3-MCPD刺激细胞4h，3β-HSD蛋白表达量在IC₇₅组比对照组下降60.5±5.1%，有统计学意义（p＜0.05）。3-MCPD刺激细胞24h， StAR蛋白表达量在IC₇₅组比对照组下降44.0±4.1%；3β-HSD蛋白表达量在ICC₅₀和IC₇₅组分别比对照组下降38.2±6.3%和63.0±7.1%。上述比较有统计学意义（p＜0.05）。1,3-DCP刺激细胞4h，StAR和3β-HSD蛋白表达量在IC₇₅组与对照组相比分别下降25.8±5.8%和C₅₀.2±12.0%，有统计学意义（p＜0.05）。1,3-DCP刺激细胞24h，StAR蛋白表达量在IC₇₅组比对照组下降28.6±2.9%；3β-HSD蛋白表达量在IC₂₅、ICC₅₀和IC₇₅组分别比对照组下降42.0±2.5%、34.6±5.2%和43.3±5.1%。上述比较有统计学意义（p＜0.05）。FCM检测结果，3-MCPD刺激R2C细胞4h或24h，各刺激组MMP比对照组分别下降35.0±4.5%、35.5±3.9%、33.1±5.5%或23.7±5.9%、49.0±7.8%、53.9±9.4%，所述比较有统计学意义（p＜0.05）。1,3-DCP刺激R2C细胞4h，ICC₅₀和IC₇₅组比对照组分别下降24.3%和30.7%；继续刺激细胞到24h，IC₇₅组比对照组下降53.7%。所述比较有显著性差异（p＜0.05）。CL结果，3-MCPD刺激4h或12h各刺激组ROS水平比对照组分别升高60.9±17.1%、58.7±28.8%、93.5±20.1%或C₅₀.5±23.9%、62.9±15.2%、71.4±20.3%，所述比较有显著性差异（p＜0.05）；同样条件，3-MCPD刺激细胞1h或24h，所得实验结果与对照组相比无显著性差异（p＞0.05）。1,3-DCP刺激细胞4h或12h，各刺激组ROS比对照组分别升高110.9±19.1%、138.7±20.8%、113.5±25.1%或C₅₀.5±13.98%、92.9±17.2%、111.4±24.3%，除外IC₂₅12h组，其他所述比较有显著性差异（p＜0.05）；同样条件，1,3-DCP刺激细胞1h或24h，所得实验结果与对照组相比亦无显著性差异（p＞0.05）。cAMP检测结果，3-MCPD刺激R2C细胞4h，ICC₅₀和IC₇₅组cAMP水平比对照组分别降低30.0±7.2%和33.6±12.2%；1,3-DCP刺激R2C细胞4h，IC₇₅组cAMP水平比对照组降低34.4±11.9%。上述比较有显著性差异（p＜0.05）。体外受精实验结果，3-MCPD刺激小鼠卵母细胞，各刺激组和对照组碎裂率分别为10.14±3.82%、37.96±8.63%、46.15±6.94%和0%，各刺激组与对照组相比均有显著性差异（p＜0.05）。各刺激组和对照组受精率分别为77.00±12.79%、17.86±10.C₅₀%、13.24±6.38%和90.52±15.41%，ICC₅₀和IC₇₅组与对照组相比有显著性差异（p＜0.05）。早期胚胎发育结果，3-MCPD刺激小鼠受精卵，各刺激组和对照组2-细胞形成率分别为72.96±12.27%、60.76±12.68%、61.27±14.68和90.01±8.52%；4-细胞形成率分别为6.73±3.95%、5.63±3.74%、0.10±0.10%和24.41±8.33%；8-细胞形成率分别为0%、0%、0%和7.04±3.10%。各刺激组与对照组相比均有显著性差异（p＜0.05）。结论：3-MCPD和1,3-DCP均有抑制R2C细胞生长作用，随着刺激浓度从IC₂₅到IC₇₅，细胞形态改变、细胞膜损伤和DNA损伤更明显；3-MCPD和1,3-DCP均能抑制孕酮合成。3-MCPD和1,3-DCP引起R2C细胞形态和功能改变的分子机制可能涉及StAR、P4C₅₀scc和3β-HSD基因表达下调，细胞MMP下降，细胞ROS上升和cAMP下降。3-MCPD抑制小鼠卵母细胞体外受精和早期胚胎发育。