低劑量莠去津?qū)π坌孕∈笊扯拘宰饔?/h1>
2021-09-17 14:50:47秦嫘姜明馬巖石朱玉何寶國
醫(yī)學(xué)食療與健康 2021年7期 關(guān)鍵詞：激素
秦嫘 姜明 馬巖石 朱玉 何寶國
【摘要】建立低劑量的莠去津（ATR）對雄性小鼠生殖毒性的模型及其生殖毒性作用。在長期暴露后， ATR劑量組睪丸組織實質(zhì)區(qū)排列紊亂，出現(xiàn)空泡化；睪酮（T）含量顯著性降低（P<0.001）；且ATR暴露能夠引起睪丸中類激素合成途徑相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)生紊亂。表明低濃度的ATR可引起雄性小鼠性激素紊亂，睪丸結(jié)構(gòu)改變，類激素合成相關(guān)基因表達(dá)量降低，可以對小鼠的生殖功能產(chǎn)生影響。
【關(guān)鍵詞】莠去津；環(huán)境內(nèi)分泌干擾物；生殖毒性；激素
[中圖分類號]R114 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]2096-5249（2021）07-0184-02
莠去津（Atrazine， ATR）是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用量最大的三氯苯類除草劑，主要通過農(nóng)業(yè)徑流和灌溉用水等途徑進(jìn)入生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，由于其在生物體內(nèi)的蓄積及通過食物鏈的傳遞從而對各物種機體都有損傷作用。近些年，由于ATR使用量大以及在環(huán)境中存留期長，對生物體表現(xiàn)出較為顯著的雌激素樣作用，其毒理學(xué)研究廣受關(guān)注[1-3]。盡管現(xiàn)在已經(jīng)有很多研究證實了ATR能夠引起生命機體的生殖毒性，但多為對毒性劑量的檢測研究，對日常生活中可能存在的ATR暴露濃度下的毒性研究還比較少，而且通過長期飲用水暴露ATR對機體產(chǎn)生損害的研究還沒有得到關(guān)注，所以本研究以小鼠為受試動物，探究飲用水中ATR暴露對小鼠機體造成的損害及對其生殖器官產(chǎn)生的毒性影響。
1 材料和方法
1.1小鼠染毒及樣本采集 21日齡清潔級昆明雄性小鼠平均體重（20±2）g，由遼寧長生生物技術(shù)有限公司提供，生產(chǎn)許可證號SCXK（遼）2016-0001。適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后隨機分為7組，10只/組，分別設(shè)為對照組、1.5 mg/kg、3.0 mg/kg、15 mg/kg、30/kg、150 mg/kg和300 mg/kg的ATR劑量組。第一次灌胃前每組小鼠尾靜脈采血50μL，靜置后離心，取血清凍存，之后連續(xù)灌胃70 d。樣本采集前12 h禁食，眼球采后處死小鼠，取睪丸組織于-80℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.1血清中T和LH的檢測兩次分離到的血清通過ELISA檢測T和LH的含量。
1.2類固醇合成通路上 關(guān)鍵因子mRNA表達(dá)量檢測根據(jù)Gene bank中的序列信息，設(shè)計特異性擴(kuò)增引物，詳見表1。采用qRT-PCR方法對類固醇合成途徑上關(guān)鍵因子進(jìn)行基因表達(dá)水平的測定。
1.3統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)以x±s表示，采用prism5軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用雙側(cè)t檢驗，以P<0.05為具有統(tǒng)計學(xué)顯著性差異，以P<0.01為具有統(tǒng)計學(xué)極顯著差異。
2 結(jié)果
2.1血清中T和LH變化 如圖1，暴露前各組血清中T和LH無明顯變化，70 d后與對照組相比，劑量組血清T含量顯著性降低（P<0.001），LH含量升高，且有顯著性差異（P<0.05）。
2.2類激素合成途徑 相關(guān)基因水平變化如圖2，與對照組相比，類激素合成途徑相關(guān)基因的表達(dá)均有下降趨勢，其中stAR、CYP17A1和17β-HSD的相對表達(dá)量均顯著性降低（P<0.05）。
3 討論
三嗪類化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)被許多研究證實是內(nèi)分泌干擾物的典型，有研究表明高劑量的ATR會引起雄性生殖毒性[4-8]。有研究報道ATR暴露環(huán)境下可能會對人類的健康產(chǎn)生危害，其主要的接觸途徑是通過飲用水[9]。睪酮（T）是一種在睪丸間質(zhì)細(xì)胞中生成的類固醇類激素，對雄性第二性征的發(fā)育起到關(guān)鍵的作用[10]，通過LH水平變化的影響，T的含量受下丘腦-垂體-睪丸軸調(diào)節(jié)。本研究針對ATR暴露雄性小鼠，在暴露第0 d檢測小鼠血清中T和LH水平，結(jié)果表明各組血清中T和LH的變化沒有顯著性差異，暴露70 d后檢測，ATR劑量組小鼠血清中T的水平顯著低于對照組，而低劑量的ATR對LH的變化不明顯，在150 mg/kg和300 mg/kg劑量組中LH的含量顯著性增高（如圖1），表明雄性體內(nèi)T的合成受ATR暴露的影響，且血清中低濃度的T會通過下丘腦-垂體-睪丸軸進(jìn)行負(fù)反饋調(diào)節(jié)使血清中LH的含量升高。
睪丸中睪酮合成通路上關(guān)鍵因子的基因表達(dá)量，即stAR，CYP17A1，CYP450scc和17β-HSD，為T合成途徑的關(guān)鍵酶基因[11]。本研究中暴露ATR后類固醇合成途徑關(guān)鍵因子基因表達(dá)量的分析結(jié)果顯示與對照組相比，劑量組的stAR、CYP17A1和17β-HSD的表達(dá)均明顯降低，表明ATR可以干擾睪丸間質(zhì)細(xì)胞中T合成途徑，引起雄性生殖毒性，表明低濃度的ATR可以對小鼠的生殖功能產(chǎn)生影響。
本研究結(jié)果與國內(nèi)流行病學(xué)調(diào)查的結(jié)果基本一致，即 ATR的暴露可以引起雄性生殖毒性，而目前大部分研究表明高劑量的ATR能夠引起毒性效應(yīng)。本研究結(jié)果顯示低濃度的ATR的長期暴露同樣可以對小鼠的生殖功能產(chǎn)生影響，表明對于ATR的安全使用風(fēng)險需要更進(jìn)一步的研究，生活中ATR的暴露風(fēng)險需要得到更多的關(guān)注。
參考文獻(xiàn)
[1] 呂耀中， 楊光， 趙劍. 莠去津原藥大鼠致畸毒性試驗[J]. 農(nóng)藥， 2018， 57（2）： 117-119.
[2] Govers Luke C， Harper Alesia P， Finger Bethany J， et al. . Atrazine induces penis abnormalities including hypospadias in mice. [J]. Journal of developmental origins of health and disease， 2020， 11（3）： 2051-2054.
[3] 林佳. 線粒體損傷調(diào)控在番茄紅素拮抗阿特拉津致小鼠睪丸毒性中的作用[D]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2019.
[4] Fani Masoumeh， Mohammadipour Abbas， EbrahimzadehBideskan Alireza. The effect of crocin on testicular tissue and sperm parameters of mice offspring from mothers exposed to atrazine during pregnancy and lactation periods： An experimental study. [J]. International journal of reproductive biomedicine （Yazd， Iran）， 2018， 16（8）： 1924-1926.
[5] 田淑新， 楊淑玉， 趙文閣， 等. 兩種農(nóng)藥對青鳉抗氧化和bcl6b基因表達(dá)的影響[J]. 生態(tài)學(xué)雜志： 1-14[2020-07-23].
[6] 李龍雪， 張先艷， 付丹， 等. 阿特拉津?qū)Υ笫蟾文I功能及DNA氧化損傷作用的實驗研究[J]. 江西中醫(yī)藥， 2018， 49（12）： 72-74.
[7] 呂耀中， 楊光， 趙劍. 莠去津原藥大鼠致畸毒性試驗[J]. 農(nóng)藥， 2018， 57（2）： 117-119.
[8] M. E. Chávez-Pichardo， Reyes-Bravo D Y， Mendoza-Trejo M S， et al. Brain alterations in GABA， glutamate and glutamine markers after chronic atrazine exposure in the male albino rat[J]. Archive für Toxikologie， 2020（2）.
[9] Saalfeld Graciela Quintana， Varela Junior Ant？nio Sergio， Castro Tiane， et al. Atrazine exposure in gestation and breastfeeding affects Calomys laucha sperm cells. [J]. Environmental science and pollution research international， 2019， 26（34）.
[10] 秦嫘. 核受體介導(dǎo)的阿特拉津致鵪鶉睪丸毒性效應(yīng)研究[D]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2016.
[11] 王丹丹， 李柏， 吳艷萍， 等. 游泳對阿特拉津暴露大鼠的雄性子代中腦損傷的改善[J]. 毒理學(xué)雜志， 2019， 33（2）： 102-107.
基金項目：齊齊哈爾市科學(xué)技術(shù)計劃項目（編號：SFGG-201705）
作者簡介：秦嫘（1989.01-），女，山東省萊蕪市人，碩士研究生，研究實習(xí)員，研究方向：生殖毒理學(xué)。
*通信作者：何寶國，齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院實驗動物中心。
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【關(guān)鍵詞】莠去津；環(huán)境內(nèi)分泌干擾物；生殖毒性；激素
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莠去津（Atrazine， ATR）是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用量最大的三氯苯類除草劑，主要通過農(nóng)業(yè)徑流和灌溉用水等途徑進(jìn)入生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，由于其在生物體內(nèi)的蓄積及通過食物鏈的傳遞從而對各物種機體都有損傷作用。近些年，由于ATR使用量大以及在環(huán)境中存留期長，對生物體表現(xiàn)出較為顯著的雌激素樣作用，其毒理學(xué)研究廣受關(guān)注[1-3]。盡管現(xiàn)在已經(jīng)有很多研究證實了ATR能夠引起生命機體的生殖毒性，但多為對毒性劑量的檢測研究，對日常生活中可能存在的ATR暴露濃度下的毒性研究還比較少，而且通過長期飲用水暴露ATR對機體產(chǎn)生損害的研究還沒有得到關(guān)注，所以本研究以小鼠為受試動物，探究飲用水中ATR暴露對小鼠機體造成的損害及對其生殖器官產(chǎn)生的毒性影響。
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1.1小鼠染毒及樣本采集 21日齡清潔級昆明雄性小鼠平均體重（20±2）g，由遼寧長生生物技術(shù)有限公司提供，生產(chǎn)許可證號SCXK（遼）2016-0001。適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后隨機分為7組，10只/組，分別設(shè)為對照組、1.5 mg/kg、3.0 mg/kg、15 mg/kg、30/kg、150 mg/kg和300 mg/kg的ATR劑量組。第一次灌胃前每組小鼠尾靜脈采血50μL，靜置后離心，取血清凍存，之后連續(xù)灌胃70 d。樣本采集前12 h禁食，眼球采后處死小鼠，取睪丸組織于-80℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
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2.2類激素合成途徑 相關(guān)基因水平變化如圖2，與對照組相比，類激素合成途徑相關(guān)基因的表達(dá)均有下降趨勢，其中stAR、CYP17A1和17β-HSD的相對表達(dá)量均顯著性降低（P<0.05）。
3 討論
三嗪類化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)被許多研究證實是內(nèi)分泌干擾物的典型，有研究表明高劑量的ATR會引起雄性生殖毒性[4-8]。有研究報道ATR暴露環(huán)境下可能會對人類的健康產(chǎn)生危害，其主要的接觸途徑是通過飲用水[9]。睪酮（T）是一種在睪丸間質(zhì)細(xì)胞中生成的類固醇類激素，對雄性第二性征的發(fā)育起到關(guān)鍵的作用[10]，通過LH水平變化的影響，T的含量受下丘腦-垂體-睪丸軸調(diào)節(jié)。本研究針對ATR暴露雄性小鼠，在暴露第0 d檢測小鼠血清中T和LH水平，結(jié)果表明各組血清中T和LH的變化沒有顯著性差異，暴露70 d后檢測，ATR劑量組小鼠血清中T的水平顯著低于對照組，而低劑量的ATR對LH的變化不明顯，在150 mg/kg和300 mg/kg劑量組中LH的含量顯著性增高（如圖1），表明雄性體內(nèi)T的合成受ATR暴露的影響，且血清中低濃度的T會通過下丘腦-垂體-睪丸軸進(jìn)行負(fù)反饋調(diào)節(jié)使血清中LH的含量升高。
睪丸中睪酮合成通路上關(guān)鍵因子的基因表達(dá)量，即stAR，CYP17A1，CYP450scc和17β-HSD，為T合成途徑的關(guān)鍵酶基因[11]。本研究中暴露ATR后類固醇合成途徑關(guān)鍵因子基因表達(dá)量的分析結(jié)果顯示與對照組相比，劑量組的stAR、CYP17A1和17β-HSD的表達(dá)均明顯降低，表明ATR可以干擾睪丸間質(zhì)細(xì)胞中T合成途徑，引起雄性生殖毒性，表明低濃度的ATR可以對小鼠的生殖功能產(chǎn)生影響。
本研究結(jié)果與國內(nèi)流行病學(xué)調(diào)查的結(jié)果基本一致，即 ATR的暴露可以引起雄性生殖毒性，而目前大部分研究表明高劑量的ATR能夠引起毒性效應(yīng)。本研究結(jié)果顯示低濃度的ATR的長期暴露同樣可以對小鼠的生殖功能產(chǎn)生影響，表明對于ATR的安全使用風(fēng)險需要更進(jìn)一步的研究，生活中ATR的暴露風(fēng)險需要得到更多的關(guān)注。
參考文獻(xiàn)
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[11] 王丹丹， 李柏， 吳艷萍， 等. 游泳對阿特拉津暴露大鼠的雄性子代中腦損傷的改善[J]. 毒理學(xué)雜志， 2019， 33（2）： 102-107.
基金項目：齊齊哈爾市科學(xué)技術(shù)計劃項目（編號：SFGG-201705）
作者簡介：秦嫘（1989.01-），女，山東省萊蕪市人，碩士研究生，研究實習(xí)員，研究方向：生殖毒理學(xué)。
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