对羟基苯甲酸丁酯经HPGA/HPTA途径及自分泌/旁分泌途径的内分泌干扰作用机制探讨

对羟基苯甲酸酯类物质(PBs)作为食品药品化妆品的防腐抗菌剂已在社会上大量使用，但事实上PBs的毒性作用特征及作用机制在许多方面仍有待研究。睾丸源性生殖障碍综合征(TDS) 及先天性甲状腺功能低下症(CH) 发病原因尚未确定，内分泌干扰物有可能是导致上述疾病的原因之一。本项目以对羟基苯甲酸丁酯(n-BP)为代表物质,以大鼠孕期暴露致雄性生殖系统和甲状腺系统的影响为效应终点,1）探讨n-BP对性腺轴（HPGA）和甲状腺轴（HPTA）的毒作用特征; 2）雄激素、雌激素、甲状腺激素、促甲状腺激素释放激素、上皮生长因子、转化生长因子β1、胰岛素样生长因子-1以及受体通过自分泌/旁分泌途径对睾丸性成熟及精子发生的调节作用；3）阐明通过MAPK和PI3K/Akt信号转导途径对雄性生殖系统的毒作用机制。为解释TDS及CH等疾病发生的环境诱因提供科学证据,为提出有效的预防措施提供理论依据。

主要研究内容:一、对羟基苯甲酸丁酯(BP)通过宫内哺乳期暴露对雄性大鼠的毒性作用及作用机制；包括1) BP对仔鼠的毒性特征；2) BP干扰甾类合成酶影响睾酮和雌激素合成代谢的生殖毒性作用机制；3)BP通过激素受体途径影响精子生成的作用机制；4)BP通过信号传导通路介导的毒性作用机制；5)BP经整体甲基化和特异甲基化水平影响雄性生殖的机制。二、BP青春期暴露对甲状腺系统毒性特征及作用机制的研究；包括1)BP青春期甲状腺激素代谢的毒性特征；2)BP在肝脏代谢特征及影响；3)BP干扰对肝脏核受体CAR、PXR调控甲状腺激素的作用机制。结果显示BP具有生殖发育毒性，确定NOAEL为160mg/kg/day。此结果为管理毒理学提供数据支持。同时发现BP产生以睾酮减少雌激素增加为特征的内分泌毒性影响，并首次提出BP增加雌激素导致雄性生殖危害的假设。研究证实BP提高芳香化酶代谢，同时减少磺化酶的活性导致雌激素水平增加进而干扰雄性生殖的作用机制。研究得到了对机制的如下解释:1)BP暴露可引起循环雌激素的增加和睾酮的减少，睾丸甾类合成受到干扰。其机制可能与StAR/Arom/SULT1E1相关。同时考虑雌激素的水平作为一部分内分泌干扰物暴露后的生物标志物。2)BP通过增加睾丸内ERα发挥体内雌激素活性效应，还可能拮抗雄激素受体AR的作用。但是Erβ可能不参与睾丸毒性。3)暴露期BP可通过TGFβ1旁分泌途径激活p-38和p-Akt引发凋亡，从而引发生精障碍。然而TGFβ1依然维持高水平，推测可能通过其他路径调节生殖细胞的凋亡。4)BP暴露影响幼稚期和成熟期睾丸内甲基化转移酶的水平，从而调控整体基因组的转录水平，抑制或增强下游基因和蛋白的表达。本研究表明Eα的启动子区域甲基化率减少趋势,可能是PND90 ERα增加的间接证据。本研究还发现BP染毒青春期雄性大鼠后影响了甲状腺激素稳态，具有甲状腺干扰效应。首次发现BP染毒诱导甲状腺激素的代谢酶表达变化，参与调控内外源性化学物质代谢酶的核受体CAR的表达量改变，介导了BP甲状腺干扰效应发生。课题预计发表6篇中英文文章，其中1篇中文已发表。课题组具有从事化学物质毒性特征以及作用机制研究的技术平台，建立了合理的科研人员团队。