宫内邻苯二甲酸酯暴露对胎鼠睾丸转录组与内分泌干扰的机制研究及其与雄性大鼠生殖异常的关联分析

本研究针对邻苯二甲酸酯(PEs)宫内暴露导致子代大鼠生殖畸形的分子机制不明问题，通过靶向RT-qPCR阵列和睾酮(T Prod)检测技术，系统评估了DCHP、DPeP及5种PE混合物对胎鼠睾丸基因表达和内分泌功能的影响。研究发现，短期宫内暴露的基因转录和内分泌变化可更灵敏地确定PEs的毒性阈值(PODs)，为替代传统多代生殖实验提供科学依据，显著提升风险评估效率并减少动物使用。

　　

生殖健康领域长期关注环境内分泌干扰物的危害，其中邻苯二甲酸酯(Phthalate Esters, PEs)作为塑料增塑剂，可通过母婴传递干扰胎儿性发育。尽管已知PEs会导致子代大鼠出现睾丸发育异常、睾酮合成障碍等"邻苯二甲酸酯综合征"(Phthalate Syndrome)，但其分子起始事件仍不明确。更棘手的是，传统多代生殖实验周期长、成本高，严重制约了PEs的风险评估效率。

美国环境保护署(EPA)的研究团队在《Toxicology and Applied Pharmacology》发表的研究中，创新性地采用短期宫内暴露模型，结合靶向基因检测和内分泌分析技术，揭示了PEs干扰雄性生殖发育的关键分子事件。研究人员设计了两套定制RT-qPCR阵列（分别含88和19个靶基因），检测了胎鼠睾丸中与类固醇合成（如Star、Cyp11a1）、胆固醇转运（Scarb1）和性发育调控（Insl3）相关基因的表达变化，并通过离体培养测定睾酮产量(T Prod)。研究涵盖三种暴露场景：单一PEs（DCHP和DPeP）及5种PEs混合物（DBP、BBP、DiBP、DEHP和DCHP）。

关键技术方法
实验选用妊娠SD大鼠，于GD14-18窗口期进行PEs暴露。采用定制RT-qPCR阵列分析胎鼠睾丸转录组，LC-MS/MS检测睾酮水平，并通过基准剂量法(BMD)计算毒性阈值(PODs)。 postnatal评估包括生殖器畸形率等传统终点指标。

研究结果

1. DCHP的剂量效应：DCHP显著下调Star（胆固醇转运）、Cyp17a1（雄激素合成）等基因表达（p<0.0001），T Prod降低与基因变化呈剂量依赖，其BMDL值较传统生殖终点敏感3-5倍。
2. PEs混合物研究：5种PEs混合暴露呈现协同效应，基因表达谱变化可预测postnatal生殖缺陷，验证了剂量相加模型的有效性。
3. DPeP的验证研究：既往数据证实，DPeP诱导的Hsd3b¹和Lhcgr下调与睾丸下降异常高度相关。

结论与意义
该研究首次证实，胎鼠睾丸特异性基因表达谱和T Prod可作为PEs毒性早期预警标志物，其确定的PODs较传统方法更保守（敏感度提高3-10倍）。这不仅为PEs风险评估提供了新范式，更重要的是，通过短期实验替代耗时费力的多代研究，可加速数百种待评PEs的监管决策。研究揭示的Scarb1-Star-Cyp11a1通路异常，为理解PEs干扰胆固醇代谢-睾酮合成轴提供了分子基础，其发现的Insl3等保守基因靶点，对人类生殖发育障碍的机制研究具有重要启示。

（注：专业术语如Star即类固醇合成急性调节蛋白，Cyp17a1为17α-羟化酶，Insl3为胰岛素样激素3；上标¹表示亚型，下标如₂₀表示效应剂量）