Proteomic analysis reveals the alleviation of follicular development defects in offspring mice under DEHP exposure by melatonin—— 褪黑素对 DEHP 暴露下子代小鼠卵泡发育缺陷的保护作用新发现
编辑推荐:
研究人员针对母代 DEHP 暴露影响子代卵泡发育问题,研究褪黑素的作用,发现其可缓解相关损伤,意义重大。
在我们生活的环境中,各种化学物质无处不在,其中一些可能会对我们的健康造成潜在威胁。邻苯二甲酸二(2 - 乙基己基)酯(DEHP)作为一种常见的环境内分泌干扰物,广泛存在于塑料制品中,如衣服、食品包装、玩具等。它可以通过呼吸道、消化系统和皮肤进入人体和动物体内,对生殖系统等多个器官的健康产生不良影响。尤其在生殖方面,已有研究表明,DEHP 暴露会导致哺乳动物生殖缺陷、生育能力下降,在卵泡发育过程中,它会破坏生殖细胞和前颗粒细胞之间的信号转导,影响卵泡的正常发育。然而,目前针对哺乳期母代 DEHP 暴露对子代卵泡发育影响的保护策略却鲜为人知。
为了解决这一问题,南京农业大学的研究人员 Jing-Cai Liu、Shao-Chen Sun 等人开展了相关研究,研究成果发表在《BMC Biology》上。该研究通过建立哺乳期雌性小鼠暴露于 DEHP 的模型,并结合蛋白质组学等技术,深入探究了 DEHP 对子代卵泡发育的影响以及褪黑素(MLT)的保护作用。这一研究对于揭示 DEHP 影响子代卵泡发育的机制,以及寻找有效的干预措施具有重要意义。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先是动物实验,选用 7 周龄 ICR 小鼠,将母鼠分为对照组、DEHP 暴露组和褪黑素救援组(DEHP + MLT),给母鼠口服含不同物质的水直至子代小鼠 21 日龄,收集子代不同日龄小鼠的卵巢和血清用于后续实验。其次是蛋白质组学分析,对 21 日龄子代小鼠卵巢样本进行蛋白质提取、标记和质谱检测,筛选差异表达蛋白。此外,还运用了免疫荧光组织化学、Western blot、分子对接等技术,从不同层面探究相关蛋白表达、分子间相互作用等情况。
研究结果主要体现在以下几个方面:
- 褪黑素缓解子代卵泡发育缺陷:通过分析子代 21 日龄雌性小鼠卵巢切片发现,DEHP 暴露影响子代小鼠卵泡发育,而补充褪黑素可缓解这一现象。如褪黑素救援组卵巢卵母细胞总数、初级卵泡和窦状卵泡数量均高于 DEHP 组,7 日龄小鼠卵巢中,褪黑素也能显著增加卵母细胞和原始卵泡数量,表明褪黑素可缓解母代 DEHP 暴露对子代小鼠卵巢囊肿破裂和原始卵泡形成的抑制作用。
- 褪黑素稳定脂质代谢:蛋白质组学分析显示,DEHP 组和褪黑素救援组差异蛋白涉及内分泌系统、脂质代谢等多个过程。对雌性子代肝脏进行 HE 染色和油红 O 染色,发现 DEHP 组肝脏细胞空泡变大、脂滴颜色加深,且脂质代谢相关蛋白 PPARγ 表达上调,而褪黑素救援组可改善这些情况,表明褪黑素能稳定脂质代谢。
- 褪黑素恢复卵巢类固醇生成和颗粒细胞增殖:研究发现,DEHP 组中与高密度脂蛋白转运、胆固醇相关的基因以及卵巢类固醇生成相关蛋白 HSD17B2 和 HSD17B10 表达异常,而褪黑素可使其恢复正常。ELISA 检测发现褪黑素救援组小鼠血清中 17β- 雌二醇(E2)水平显著升高。此外,通过免疫荧光染色发现,褪黑素可使细胞增殖相关蛋白 Ki67 阳性细胞数量增加,表明其能恢复卵巢类固醇生成并促进颗粒细胞增殖。
- 褪黑素增强线粒体功能并减少细胞凋亡:从蛋白质组学分析可知,DEHP 和褪黑素救援组差异表达蛋白还涉及 DNA 损伤等过程。研究发现,褪黑素救援组可显著下调氧化应激相关蛋白 XDH 的表达,恢复线粒体标记蛋白 TOM20 的表达,减少细胞色素 c 的释放,降低 DNA 损伤标记 γH2AX 的阳性信号以及细胞凋亡相关蛋白的表达,表明褪黑素可增强线粒体功能,减少 DNA 损伤相关的卵巢细胞凋亡。
- 褪黑素改善细胞间通讯和卵母细胞质量:蛋白质组学结果显示信号转导过程富集,免疫荧光染色发现,DEHP 组子代小鼠卵巢中缝隙连接蛋白 Cx37 和 Cx43 阳性细胞数量显著减少,而褪黑素救援组显著增加,表明褪黑素可促进细胞间通讯。对 21 日龄子代小鼠 GV 期卵母细胞培养发现,DEHP 暴露导致极体排出率下降、纺锤体和染色体异常,而褪黑素可挽救这些损伤,提高卵母细胞质量。
研究结论表明,褪黑素不仅能抵抗 DEHP 诱导的氧化应激和细胞凋亡,还能调节卵巢类固醇生成、稳定脂质代谢,有助于保护哺乳期子代卵泡发育。不过,该研究也存在一定局限性,如未设置单独添加褪黑素的对照组,且小鼠模型可能无法完全反映 DEHP 对人类生殖健康的影响。后续还需在人类细胞和临床统计方面开展更多研究,进一步探究褪黑素的作用,以及是否有其他药物也具有类似效果。总体而言,这项研究为揭示 DEHP 对生殖系统的影响机制以及寻找有效的保护策略提供了重要依据,对生殖健康领域的研究具有重要的参考价值。