有机锡对动物蛋白酶体的干扰及下游毒理效应

真核细胞中约80%的胞内蛋白是通过泛素-蛋白酶体系统降解的，蛋白酶体在细胞的生命活动中处于关键地位。研究环境污染物对动物泛素-蛋白酶体系统的影响及下游毒理效应对于认识污染物对健康影响的毒理学机制具有重要科学意义，但目前这还是一个空白领域。我们最近发表在EHP上的文章证明蛋白酶体是环境中广泛存在的内分泌干扰物三苯基锡（TPT）在细胞内的直接分子靶标，TPT对蛋白酶体活性的抑制是细胞死亡的诱因之一。我们的这一发现，结合调控蛋白周转中蛋白酶体所起作用的相关研究报道，以及有机锡毒理机制的有关文献，强烈暗示有机锡对动物蛋白酶体的影响可能在其内分泌干扰毒性机制中起关键作用。因此，本项目拟在已有工作基础上，深入研究环境剂量有机锡长期暴露对实验动物蛋白酶体活性、组成的干扰，以及由此导致的对动物生殖关键调控蛋白周转等的影响，全面揭示有机锡化合物的毒性机理，并为环境污染物毒理学研究提供新的视角。

泛素-蛋白酶体途径是真核细胞内绝大多数蛋白质的有序降解的主要途径，在诸多基本细胞生命过程中起关键作用。本项目是在证明蛋白酶体是三苯基锡的分子靶标的基础上，进一步研究环境剂量有机锡长期暴露对实验动物蛋白酶体活性、组成的干扰，以及由此导致的对动物生殖关键调控蛋白周转等的影响。. 首先证明了对蛋白酶体CT活性，一取代或二取代丁基锡和苯基锡是弱的、可逆抑制剂，而三丁基锡、三苯基锡是强的、不可逆抑制剂。计算机分子对接分析表明，对于可逆抑制CT活性的有机锡化合物，其预测抑制常数与实测IC50值有良好的线性相关性。. 建立了动物组织蛋白酶体活性的快速检测方法，研究了环境剂量TPT暴露下动物组织蛋白酶体活性的变化。结果证明， TPT暴露7天后，实验鱼Medaka的肝脏蛋白酶体的活性抑制率达到30%-40%。鱼肝脏组织CT-L活性在TPT暴露2周后降低至40%，而第4周后则升高至140%。. 分别研究了环境剂量TPT暴露对雌性和雄性实验鱼稀有鞠鲫的蛋白酶体活性的影响。结果表明，环境剂量TPT暴露会导致不同组织蛋白酶体CT、TL、PGPH活性发生变化，雄鱼和雌鱼蛋白酶体活性对TPT暴露的敏感性存在较大差异。. 进一步探究了TPT暴露导致蛋白酶体活性变化的可能机制。研究表明，TPT暴露导致细胞蛋白酶体CT活性随暴露浓度增加而降低，但是20S蛋白酶体含量随暴露剂量增加而增加。蛋白酶体β5亚基含量呈现先降低后升高趋势。因此，低剂量TPT暴露可能诱导20S蛋白酶体各亚基的含量及组装发生了变化。. 研究了TPT暴露对于ERα的周转及对雌二醇（E2）和双酚A雌激素效应的影响。结果显示，0.1μmol/L TPT存在下，1nmol/L E2和50 nmol/L BPA对于MVLN细胞的雌激素活性分别降低了68%和77%，实验证明，TPT暴露抑制了ERα蛋白的降解，从而抑制了其在细胞核内的基因转录活性。本实验证明了TPT通过抑制蛋白酶体活性而对于雌二醇（E2）和双酚A的雌激素效应产生拮抗效应。. 总之，通过本项目研究，证明了环境低剂量三苯基锡暴露能够干扰动物组织蛋白酶体活性，进而通过抑制雌激素受体ERα的有序降解，从而对雌激素调控的生理过程产生干扰。这对于深入认识三苯基锡的毒理学机制具有重要意义，揭示了环境污染物可以通过影响泛素-蛋白酶体途径而产生内分泌干扰效应