替米沙坦通过调控Nrf2/HO-1/PGC-1α/MFN2/DRP1通路改善氟虫腈诱导的雄性大鼠生殖功能障碍、氧化应激和线粒体损伤

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：Telmisartan ameliorates reproductive dysfunction, oxidative stress, and mitochondrial damages induced by fipronil in male rats via regulation of Nrf2/HO-1/PGC-1α/MNF2/DRP1

本研究针对广谱杀虫剂氟虫腈（FIP）导致的雄性生殖毒性，探讨了血管紧张素Ⅱ1型受体（AT1R）阻断剂替米沙坦（TEL）的保护作用及机制。研究人员通过60天的大鼠实验发现，TEL能够显著改善FIP引起的睾丸重量下降、精子数量减少、运动能力降低及形态异常，恢复血清睾酮、促卵泡激素（FSH）和黄体生成素（LH）水平。其保护机制与调节核因子E2相关因子2（Nrf2）/血红素氧合酶-1（HO-1）通路以减轻氧化应激，以及调控过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α（PGC-1α）/线粒体融合蛋白2（MFN2）/动力相关蛋白1（DRP1）轴以改善线粒体动力学密切相关。该研究为TEL作为潜在的治疗药物，用于防治农药暴露引起的男性不育提供了新的理论依据。

　　

在农业生产和兽医领域广泛使用的广谱杀虫剂氟虫腈（Fipronil, FIP），虽然有效控制了害虫，但其残留对非靶标生物，尤其是雄性生殖系统，构成了潜在威胁。研究表明，FIP暴露可导致精子数量减少、活力下降、畸形率升高，以及睾丸组织结构的破坏，其背后的机制与氧化应激和线粒体功能损伤密切相关。然而，针对FIP生殖毒性的有效干预手段仍显不足。为此，研究人员将目光投向了替米沙坦（Telmisartan, TEL），一种常用的血管紧张素Ⅱ1型受体（AT1R）阻断剂类降压药。TEL除了降压作用外，还被发现具有抗氧化、抗炎以及调节能量代谢的潜能。那么，TEL能否成为对抗FIP所致睾丸损伤的“守护盾”呢？其作用是否与保护线粒体这一“细胞能量工厂”有关？为了解答这些问题，一项发表在《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》上的研究应运而生。

研究人员为了探究TEL对FIP诱导的睾丸损伤的保护作用，设计了一项为期60天的动物实验。他们使用了40只健康雄性白化大鼠，将其随机分为四组：对照组、TEL单独处理组（10 mg/kg体重）、FIP单独处理组（9.7 mg/kg体重，约为LD₅₀的1/10）以及TEL与FIP联合处理组。所有处理均通过口服途径进行。实验结束后，通过采集血液和睾丸组织样本，综合运用了分子对接模拟、生化指标检测（如性激素水平、氧化应激指标MDA、抗氧化酶CAT和GPx活性、谷胱甘肽系统、炎症因子TNF-α和IL-1β）、组织病理学检查（H&E染色及Cosentino's和Johnson's评分）、免疫组织化学分析（检测PCNA和IL-1β蛋白表达）、实时荧光定量PCR（qRT-PCR，检测Nrf2、HO-1、PGC-1α、MFN2、DRP1、TFAM等基因mRNA表达）以及线粒体DNA（mtDNA）拷贝数测定等多种技术手段，系统评估了TEL的干预效果及其潜在的作用机制。

分子对接相互作用

研究首先通过计算机模拟预测了FIP和TEL与目标分子可能的结合方式。结果显示，FIP能与大鼠的PPARGC1β、TFAM、Nrf2、MFN2、HMOX1（HO-1）的mRNA以及CAT、GPx-1、PPARGC1β、TFAM、Nrf2、MFN2、HO-1蛋白发生相互作用，结合自由能较高，提示FIP可能直接干扰这些分子的功能。另一方面，TEL则能与DRP1的mRNA和蛋白有效结合，提示TEL可能通过影响DRP1来调节线粒体分裂。

替米沙坦对氟虫腈诱导的生殖器官重量变化的影响

与对照组相比，FIP处理组大鼠的睾丸绝对重量和相对重量指数均显著下降。而TEL与FIP联合处理则有效地防止了这种睾丸重量的减轻，使其恢复至接近对照组的水平。这表明TEL对FIP引起的睾丸萎缩具有保护作用。

替米沙坦对氟虫腈诱导的精子数量、运动力和形态改变的影响

FIP暴露导致大鼠附睾精子数量减少了33%，精子前向运动力降低了22.90%，同时精子畸形率显著升高了91.7%。这些指标的变化清晰地反映了FIP对雄性生殖功能的严重损害。令人鼓舞的是，与FIP单独处理组相比，TEL联合处理使精子数量增加了24.24%，精子运动力提高了20.5%，并将精子畸形率降低了7.6%。单独使用TEL对精子参数无显著影响。这说明TEL能够有效逆转FIP对精子发生和精子功能的负面影响。

替米沙坦对氟虫腈诱导的血清睾酮、FSH和LH水平改变的影响

在激素水平上，FIP处理使血清睾酮、FSH和LH水平分别下降了58.5%、44.5%和66.5%，表明FIP干扰了下丘脑-垂体-性腺轴的功能。而TEL的联合干预则显著提升了这些激素的水平，与FIP组相比，睾酮、FSH和LH分别升高了59.4%、61.5%和123.2%。这提示TEL可能通过保护内分泌调节功能来改善生殖状况。

替米沙坦对氟虫腈诱导的睾丸氧化/抗氧化生物标志物改变的影响

氧化应激是FIP毒性作用的关键环节。FIP处理使睾丸组织中的脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量显著上升了217%，同时抗氧化酶 catalase (CAT) 和 total glutathione peroxidase (tGPx) 的活性分别下降了47.9%。谷胱甘肽系统也出现失衡，氧化型谷胱甘肽（GSSG）水平升高了45.6%，还原型谷胱甘肽（GSH）水平降低了23.07%，GSH/GSSG比值下降了46.8%。TEL联合处理则有效逆转了这些变化，显著降低了MDA含量（下降36%），提高了CAT（上升68.6%）和tGPx（上升37.16%）的活性，并恢复了GSH水平和GSH/GSSG比值，表明TEL具有很强的抗氧化能力。

替米沙坦对氟虫腈诱导的睾丸TNF-α和IL-1β水平改变的影响

炎症反应也参与了FIP的睾丸损伤。FIP处理使睾丸组织中的促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-1β（IL-1β）水平急剧升高，增幅均超过200%。TEL联合处理则显著抑制了这种炎症反应，使TNF-α和IL-1β水平分别降低了33.4%和60.2%，体现了TEL的抗炎特性。

替米沙坦对氟虫腈诱导的睾丸和附睾组织病理学改变的影响

组织学观察直观地展示了病变及其改善情况。对照组和TEL单独处理组睾丸曲细精管结构完整，生精细胞层次清晰，管腔内可见大量精子；附睾上皮正常，管腔内充满精子。而FIP处理组睾丸出现生精细胞变性、脱落，管腔内精子数量减少，并可见多核巨细胞形成；附睾则表现为上皮空泡化、增生和间质水肿。相应的，Cosentino's病变评分显著升高，Johnsen's生精功能评分显著降低，附睾病变评分也明显增加。TEL联合处理则显著改善了睾丸和附睾的组织结构，生精细胞排列更为有序，管腔内精子密度增加，病变评分也得到显著改善。

替米沙坦对PCNA和IL-1β免疫反应性的影响

增殖细胞核抗原（PCNA）的免疫组化结果进一步证实了上述发现。对照组和TEL组睾丸生精细胞和附睾上皮细胞核呈现强阳性PCNA信号，表明细胞增殖活跃。FIP组PCNA信号明显减弱，提示细胞增殖受损。TEL联合处理则恢复了PCNA的强阳性表达。对于IL-1β，对照组和TEL组几乎无表达，而FIP组在生精细胞和附睾上皮中呈现强阳性信号，TEL联合处理则使其表达显著下调。这从分子水平印证了TEL在促进细胞增殖和抑制炎症方面的作用。

替米沙坦对Nrf2和HO-1 mRNA表达的影响

在基因表达层面，FIP处理显著下调了睾丸组织中Nrf2和HO-1的mRNA表达水平，降幅分别达55.11%和43.5%。这表明FIP抑制了机体内源性的抗氧化防御通路。而TEL联合处理则使Nrf2和HO-1的mRNA表达水平相较于FIP组分别上调了100%和112.5%，有效激活了Nrf2/HO-1信号通路，这可能是TEL发挥抗氧化作用的重要机制之一。

替米沙坦对线粒体动力学相关基因的影响

线粒体功能是本研究关注的焦点。FIP处理导致线粒体生物合成和融合的关键调控因子PGC-1α和MFN2的mRNA表达分别下调了40.89%和45.99%，而促进线粒体分裂的DRP1的mRNA表达则上调了208.6%。这种表达模式的改变意味着线粒体生物合成受损、融合减弱而分裂增强，动力学平衡被打破。TEL联合处理显著上调了PGC-1α的表达（较FIP组上升47.9%），并下调了DRP1的表达（较FIP组下降41.75%），但对MFN2的表达无显著影响。此外，FIP还显著降低了线粒体转录因子A（TFAM）的mRNA表达（下降46.2%）和mtDNA的拷贝数（下降46.62%），提示线粒体生物合成和DNA完整性受损。TEL联合处理能显著提升TFAM的表达（较FIP组上升53.16%），但对mtDNA拷贝数无显著影响。

综上所述，本研究得出结论：替米沙坦（TEL）能够有效拮抗氟虫腈（FIP）诱导的雄性大鼠生殖毒性。其保护作用主要通过以下机制实现：激活Nrf2/HO-1信号通路，增强机体的抗氧化能力，减轻氧化应激和脂质过氧化损伤；抑制炎症因子TNF-α和IL-1β的表达，缓解睾丸组织炎症反应；以及调控线粒体动力学平衡，特别是上调PGC-1α和TFAM促进线粒体生物合成，下调DRP1抑制过度分裂，从而改善线粒体功能。这些作用共同维护了睾丸的正常结构和功能，促进了精子发生，提高了精子质量，并恢复了生殖内分泌激素水平。

这项研究的意义在于，首次系统地揭示了TEL通过调节Nrf2/HO-1/PGC-1α/MFN2/DRP1这一综合网络，对抗FIP所致睾丸线粒体损伤和生殖功能障碍的分子机制。它不仅为理解农药生殖毒性的机制提供了新的视角，更重要的是，为临床上已有的药物TEL拓展新的应用领域——防治环境毒素引起的男性不育——提供了重要的临床前实验证据。尽管其临床应用尚需进一步研究，但这项发现无疑为开发保护男性生殖健康的新策略带来了希望。