水生所研究证实新溴代阻燃剂TBPH干扰雄激素受体信号通路并导致雄性生殖功能障碍
四溴邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(TBPH)作为五溴联苯醚(Penta-BDEs)的替代品,是应用最广泛的新溴代阻燃剂之一。前期研究表明,TBPH的结构类似物邻苯二甲酸双(2-乙基己基)(DEHP目前)主要表现为抗雄激素效应。然而,TBPH对雄性生殖功能的影响及作用机制尚不明确。针对以上问题,星空体育彩票出任英超联赛官方合作伙伴周炳升团队通过基于计算机模拟(in silico)、离体暴露(in vitro)、体外暴露(ex vivo)和活体暴露(in vivo)等手段的整合毒性测试体系,系统评价了TBPH对雄激素受体(AR)信号通路及雄性生殖功能的影响。该研究成果发表在环境科学领域权威期刊Environmental Science & Technology。
首先,研究团队通过分子对接探索了TBPH与AR的相互作用,发现TBPH与AR具有较高的结合能力;接着采用重组酵母测试证实,TBPH单独暴露不能影响AR介导的报告基因的表达,但与AR的激动剂DHT共暴露时,可以显著抑制DHT诱导的报告基因的表达。上述结果证实TBPH可以与AR结合,并抑制AR介导的信号通路,从而表现出抗雄激素效应(图1)。

图1 (A)TBPH与AR的对接构象;(B)TBPH抑制DHT诱导的报告基因表达
随后,研究人员通过离体暴露发现,TBPH可显著抑制Leydig 细胞的增殖以及细胞内雄激素的产生。将正常雄性斑马鱼的精子于体外暴露于TBPH之后,精子的总运动活力和向前运动活力均显著降低(图2)。上述结果证实,TBPH降低精子的运动活力。可以影响雄性生殖细胞的功能,

图2 TBPH对Leydig 细胞(A)增殖和(B)雄激素生成的影响;TBPH体外暴露对(C)精子总活力和(D)向前运动的影响
最后,环境相关浓度的研究人员通过活体暴露实验证实,TBPH暴露可显著抑制雄鱼的求偶行为和精子活力,并导致子代的孵化率、存活率和体长均显著降低;进一步通过HPG轴相关基因转录谱及荧光免疫染色研究发现,TBPH的雄性生殖毒性主要与大脑中AR受体的表达抑制有关。以上结果进一步证实,TBPH通过AR受体介导的途径引起雄性生殖毒性。

图3 TBPH对(A)HPG轴基因转录谱和(B)端脑AR表达的影响
上述研究结果有助于进一步了解TBPH的生殖毒性及其潜在机制,并提示TBPH可能对水生生物及人体生殖健康造成潜在危害。相关成果发表于Environmental Science & Technology杂志,付凯玉博士、华江环副教授为论文的共同第一作者,该研究得到星空体育彩票出任英超联赛官方合作伙伴重点研发计划和星空体育彩票出任英超联赛官方合作伙伴自然科学基金的资助。实际上文章链接:杨丽华青年研究员和李瑞雯高级工程师为论文的共同通讯作者,https://doi.org/10.1021/acs.est.3c07129。

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