MC-LR對雌性小鼠動(dòng)情周期和血清性激素水平的影響*

韓知峽，陳羿，崔琰，張春蓮，張青碧

(1四川醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生與勞動(dòng)衛(wèi)生教研室，四川瀘州646000；2四川省都江堰市疾病預(yù)防控制中心)

MC-LR對雌性小鼠動(dòng)情周期和血清性激素水平的影響*

韓知峽1，陳羿2，崔琰1，張春蓮1，張青碧1

(1四川醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生與勞動(dòng)衛(wèi)生教研室，四川瀘州646000；2四川省都江堰市疾病預(yù)防控制中心)

目的：觀察微囊藻毒素-LR(MC-LR)對雌性小鼠動(dòng)情周期和血清性激素水平的影響，為闡明MC-LR的生殖毒性提供依據(jù)。方法：雌性5周齡昆明小鼠80只，按隨機(jī)法分為4組：生理鹽水對照組，MC-LR低劑量染毒組（5 μg/kg）、MC-LR中劑量染毒組（10 μg/kg）、MC-LR高劑量染毒組（15 μg/kg），每組20只，采用腹腔注射方法染毒，每日一次，連續(xù)染毒15d。檢測小鼠的動(dòng)情周期，血清雌激素（E2）、孕激素（P）、促卵泡激素(FSH)、促黃體生成素(LH)等激素水平的變化。結(jié)果：與生理鹽水對照組相比，MC-LR中、高劑量染毒組小鼠動(dòng)情間期及動(dòng)情周期延長，血清E2、P激素水平降低，LH、FSH激素水平上升，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論：MC-LR干擾雌激素和孕激素分泌，使動(dòng)情周期紊亂，具有一定程度的生殖毒性。。

MC-LR；動(dòng)情周期；雌激素；孕激素

近年來，淡水屢屢出現(xiàn)富營養(yǎng)化和藍(lán)藻爆發(fā)現(xiàn)象，其中藍(lán)藻水華產(chǎn)生的微囊藻毒素（Microcystins， MCs)污染分布最廣、頻率最高、危害也最嚴(yán)重。MCs主要為由藍(lán)藻微囊藻、魚腥藻、顫藻和念珠藻等產(chǎn)生的次級(jí)代謝物[1]。其中研究比較深入的亞型是MC-LR。經(jīng)飲水途徑接觸被MC-LR污染的水是人群MCs暴露的最主要途徑[2]，但常規(guī)飲用水處理工藝和煮沸均不能完全去除MCs[3]。關(guān)于MCs的研究以往多集中于其在肝臟的累積和毒作用機(jī)制[4]，現(xiàn)在有學(xué)者發(fā)現(xiàn)性腺是僅次于肝臟的第2個(gè)靶器官[5]，并且MCs可以在性腺中轉(zhuǎn)運(yùn)和蓄積[6]，引起了學(xué)術(shù)界對MCs的生殖發(fā)育毒性的關(guān)注。本研究試以雌性小鼠為研究對象，探究MC-LR對雌性小鼠動(dòng)情周期和血清性激素水平的影響，為闡明MC-LR的生殖毒性提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

健康清潔級(jí)5周齡昆明種雌性未交配小鼠，體重(20±2)g，由四川醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，許可證號(hào)SYXK（川）2013-065。

1.2 主要試劑與儀器

MC-LR標(biāo)準(zhǔn)品（瑞士Alexis公司）相對分子質(zhì)量為995.2，純度95%；蘇木素-伊紅（HE）染液（南京建成生物工程研究所）；雌二醇（E2）、孕激素（P）、促黃體生成素（LH）、促卵泡刺激素（FSH）熒光磁微粒酶免法檢測試劑盒（日本Tosoh corporation）。全自動(dòng)酶免疫測定裝置AIA1800（日本東曹株式會(huì)社）。

1.3 動(dòng)物分組及處理方法

實(shí)驗(yàn)小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后，選取生理周期規(guī)律且處于動(dòng)情期的健康雌性小鼠80只，按隨機(jī)法分為4組：生理鹽水對照組；MC-LR低劑量染毒組（5 μg/ kg）；MC-LR中劑量染毒組（10 μg/kg），MC-LR高劑量染毒組（15 μg/kg），每組20只。在屏障環(huán)境下分籠飼養(yǎng)，室溫（22±2）℃，濕度50%～70%，光照12 h/ d。動(dòng)物自由攝食和飲水。用腹腔注射方法染毒，每晨一次，染毒后暴露小鼠陰道，用蘸有少許生理鹽水的無菌小棉簽在陰道側(cè)壁處輕輕刮取分泌物少許，薄而均勻地涂于玻片上，用95%乙醇固定，HE染色后顯微鏡下觀察，以判定動(dòng)情，持續(xù)15 d。實(shí)驗(yàn)第15 d將處于非動(dòng)情期的小鼠斷頭取血，用以檢測血清E2、P、LH、FSH等激素水平的變化，實(shí)驗(yàn)方法及操作程序均按說明書步驟進(jìn)行。取血后，進(jìn)行大體解剖觀察，剖取卵巢，稱重并記錄。

動(dòng)情周期可分為4個(gè)階段，分別是動(dòng)情前期、動(dòng)情期、動(dòng)情后期與動(dòng)情間期[7]。動(dòng)情周期判斷標(biāo)準(zhǔn)[8]：動(dòng)情前期涂片可見大量有核上皮細(xì)胞、少量角化上皮細(xì)胞；動(dòng)情期滿視野角化細(xì)胞；動(dòng)情后期可見角化上皮細(xì)胞及白細(xì)胞；動(dòng)情間期可見大量白細(xì)胞及少量黏液。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

2 結(jié)果

2.1 MC-LR對雌性小鼠動(dòng)情周期的影響

結(jié)果顯示：MC-LR對小鼠動(dòng)情周期的影響在第10 d和14 d差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表1）。與生理鹽水對照組相比，MC-LR中、高劑量染毒組均能觀察到雌性小鼠動(dòng)情周期延長（P＜0.001）及動(dòng)情間期延長（P＜0.05，見表2）。

表1 MC-LR對雌性小鼠動(dòng)情期的影響（n=20）

表2 MC-LR對雌性小鼠動(dòng)情周期的影響（n=20）

2.2 MC-LR對雌性小鼠血清E2和P激素水平的影響

與生理鹽水對照組相比，MC-LR低劑量、中劑量和高劑量染毒組均能顯著抑制血清E2、P激素水平（P＜0.001，見表3）。

表3 MC-LR對雌性小鼠E2、P激素水平的影響（n=10）

2.3 MC-LR對雌性小鼠血清FSH和LH激素水平的影響

與生理鹽水對照組相比，MC-LR低劑量染毒組能顯著升高LH激素水平（P＜0.001），F(xiàn)SH激素水平?jīng)]有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。MC-LR中、高劑量染毒組血清LH、FSH激素水平均有上升（P＜0.001，見表4）。

表4 MC-LR對雌性小鼠血清LH、FSH水平的影響（n=10）

3 討論

雌性小鼠在性成熟時(shí)會(huì)出現(xiàn)動(dòng)情周期，在動(dòng)情周期的不同階段，由于受到雌激素、孕激素的影響，陰道黏膜會(huì)發(fā)生較典型的周期性變化。雌激素使陰道黏膜細(xì)胞增生、角化，孕激素使陰道黏膜細(xì)胞加快脫落[8]。因此能通過觀察陰道涂片的細(xì)胞學(xué)改變，來判斷小鼠動(dòng)情周期變化是否正常，從而推斷出性腺生殖功能的正常與否。通過觀察小鼠15 d(相當(dāng)于3個(gè)動(dòng)情周期)的染毒發(fā)現(xiàn)，與生理鹽水對照組相比，MC-LR中、高劑量染毒組均能觀察到雌性小鼠動(dòng)情間期及動(dòng)情周期延長。動(dòng)情前期和后期分別是卵巢排卵和黃體生成分泌孕酮的時(shí)期，動(dòng)情周期的紊亂可能提示MC-LR影響排卵及黃體的形成、分泌和功能的發(fā)揮。

對于雌性動(dòng)物而言，正常的生殖內(nèi)分泌功能有賴于完整而又協(xié)調(diào)的下丘腦-垂體-卵巢軸神經(jīng)分泌系統(tǒng)。同時(shí)性激素對垂體前葉的分泌是一種反饋調(diào)節(jié)。下丘腦的促性腺激素釋放激素促進(jìn)垂體細(xì)胞分泌FSH和LH，F(xiàn)SH促進(jìn)卵巢的卵泡發(fā)育，LH促進(jìn)成熟的卵細(xì)胞分泌雌激素和孕激素。隨著成熟卵泡細(xì)胞增多，顆粒細(xì)胞分泌E2的增強(qiáng)，通過反饋途徑抑制垂體的FSH分泌[9]。在排卵后，黃體細(xì)胞在分泌雌激素的同時(shí)，也會(huì)分泌大量的孕激素，孕激素在排卵后5 d～10 d達(dá)到高峰，以后逐漸降低。孕激素主要在肝臟降解，然后產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物隨尿、糞便排出體外[10]。

通過本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與生理鹽水對照組相比，MCLR低、中、高劑量染毒組血清E2，P激素水平均有下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該結(jié)果表明MC-LR可能對雌性小鼠卵巢有直接毒性，可影響卵泡發(fā)育及排卵，致血清中E2和P激素呈低水平狀態(tài)。

在本實(shí)驗(yàn)中，染毒組血清FSH水平（MC-LR低劑量染毒組除外）和LH水平明顯高于對照組，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明MC-LR可能干擾下丘腦-垂體-性腺軸某一環(huán)節(jié)，從而使垂體FSH和LH分泌增多。高水平的FSH和LH可誘導(dǎo)未成熟卵泡過早黃素化，但可能不足以誘導(dǎo)排卵，而導(dǎo)致動(dòng)情周期紊亂。

1.Neilan BA,Pearson LA,Muenchhoff J,et al.Environmental conditions that influence toxin biosynthesis in cyanobacteria[J].Environmental Microbiology,2013,15(5)：1239–1253.

2.王偉琴，金永堂，吳斌，等.水源水中微囊藻毒素的遺傳毒性與健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J].中國環(huán)境科學(xué),2010,30(4)：468-476.

3.吳和巖，鄭力行，蘇瑾，等.上海市供水系統(tǒng)微囊藻毒素LR含量調(diào)查[J].衛(wèi)生研究,2005,34(2)：152-154.

4.王昊，徐立紅.微囊藻毒素研究的當(dāng)前進(jìn)展和未來方向[J].水生生物學(xué)報(bào),2011,35(3)：504-515.

5.Chen J,Xie P,Guo L,et al.Tissue distributions and seasonal dynamics of the hepatotoxic microcystins-LR and-RR in a freshwater snail(Bellamya aeruginosa)from a large shallow,eutrophic lake of the subtropical China.[J]. Environmental Pollution,2005,134(3)：423-430.

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8.李靖，李炫誠，吳云霞.確定小鼠動(dòng)情周期的三種方法[J].實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué),2007,24(3)：63-64.

9.潘云龍.細(xì)胞因子對下丘腦、垂體及靶腺功能的調(diào)節(jié)[J].國外醫(yī)學(xué)內(nèi)分泌學(xué)分冊，1992，12(3)：126-128.

10.姚泰，吳博威.生理學(xué)[M].第6版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2003：384.

（2015-10-08收稿）

Effect of MC-LR on estrous cycle and levels of serum sexual hormones, estradiol and progesterone in female mouse

Han Zhixia，Chen Yi1，Cui Yan，Zhang ChunLian，Zhang Qingbi
The School of Public Health,Sichuan Medical University，Luzhou 646000，Sichuan Province,China；1Dujiangyan Center for Disease Control and Prevention

Objective：To study the effects of MC-LR on estrous cycle and serum levels of sexual hormones, estradiol and progesterone in female mouse in order to provide experimental evidence for reproductive toxicity of MC-LR.Methods：Eighty female Kuming mice were randomly divided into four groups(20 each).The four groups were control group(saline i.p),low dose MC-LR group(5μg/kg i.p),medium dose MC-LR group(10μg/kg i.p),and high dose MC-LR group(15μg/kg i.p).Mice were given MC-LR once a day for a total of 15 days.The estrous cycle and the levels of estradiol(E2),progesterone(P),Follicle-Stimulating Hormone(FSH),and Luteinizing hormone(LH)were analyzed.Results:After 15 days of treatment,the estrous cycle of medium and high dose groups lasted longer than that of control group(P＜0.05).The level of E2 and P in serum of the medium dose and high dose was significantly lower than that in control group(P＜0.05).The levels of the FSH and LH in serum of the medium and high doses were significantly higher than that in control group(P＜0.05).Conclusion：MC-LR induces toxic effects on reproductive system through prolongation of estrous cycle and inhibition of the secretion of estradiol and progestone.

MC-LR；Estrous cycle；Estradiol；Progesterone

R994.6；R-33

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2016.01.008

*四川省教育廳基金項(xiàng)目（13ZB0271）,瀘州醫(yī)學(xué)院基金項(xiàng)目(2013ZRQN063）

韓知峽（1981-），女，碩士，講師

張青碧（1968-），女，碩士，教授。E-mail:qingbizhang@126.com