青春期暴露于磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(AO168?=?O)通过ROS/JNK/Bcl-2通路诱导小鼠睾丸毒性:自噬-凋亡互作机制解析

【字体: 时间:2025年07月01日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.2

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  为解决新型有机磷酸酯AO168?=?O对青春期雄性生殖健康的潜在威胁,南昌某研究团队通过28天小鼠灌胃实验,揭示了AO168?=?O通过ROS/JNK/Bcl-2通路触发睾丸自噬-凋亡互作,导致睾丸结构损伤、激素紊乱和生精障碍。该研究首次阐明AO168?=?O的生殖毒性机制,为青少年环境污染物风险评估提供关键科学依据。

  

在塑料、食品包装和石化产品中广泛应用的有机磷酸酯抗氧化剂AO168,其氧化产物AO168?=?O已成为新型环境污染物。最新监测数据显示,儿童通过乳制品摄入AO168?=?O的日均暴露量高达63.2 ng/kg,尿液中最高浓度达32.7 μg/L。更令人担忧的是,全球约6-7.5%的男性不育问题可能与环境污染相关,而青春期男性因血睾屏障(BTB)发育不全、抗氧化能力弱,对污染物尤为敏感。然而,这种高暴露、高风险的化学物质如何影响青春期睾丸发育,科学界仍知之甚少。

为破解这一难题,南昌某研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表重要成果。研究人员采用4周龄雄性C57BL/6小鼠,设置0、0.7、7和70 μg/kg四个剂量组进行28天灌胃实验,通过组织病理学、透射电镜、精子参数分析等技术,结合ROS检测、免疫荧光和qPCR等分子生物学手段,系统评估了AO168?=?O的睾丸毒性及其机制。

青春期暴露AO168?=?O破坏睾丸发育微环境
研究发现70 μg/kg组小鼠睾丸系数显著降低16.3%,H&E染色显示生精小管基底膜断裂(黄色箭头)和生精细胞脱落(红色圆圈)。透射电镜观察到血睾屏障结构解体,同时紧密连接蛋白ZO-1、Claudin-3等基因表达量呈剂量依赖性下降,证实AO168?=?O破坏了睾丸发育的物理屏障。

激素失衡与生精障碍的恶性循环
高剂量组精子数量减少41.2%,畸形率升高2.3倍,出现无头(▲)、折颈(▼)等异常形态。血清睾酮(T)水平下降34.5%,同时激素合成关键基因Star和Cyp11a1表达量分别降低62%和57%。细胞增殖标记物Ki-67阳性率减少48%,细胞周期蛋白CyclinD1和CDK4表达同步下调,揭示AO168?=?O通过内分泌干扰和细胞周期阻滞双重途径损害生精功能。

ROS风暴触发自噬-凋亡级联反应
DHE染色显示高剂量组睾丸ROS水平激增3.8倍,抗氧化酶SOD和CAT活性分别降低42.1%和37.6%。透射电镜观察到大量自噬小体(白色圆圈)和空泡化结构(黄色圆圈),自噬标志物Beclin-1和ATG5蛋白表达量增加2.1-2.4倍。伴随而来的是凋亡细胞数量增加3.5倍,Cleaved Caspase-3阳性细胞遍布生精上皮,抗凋亡蛋白Bcl-2表达量骤降68%。

ROS/JNK/Bcl-2轴的核心调控作用
机制研究发现,AO168?=?O激活的ROS风暴促使JNK磷酸化水平升高2.7倍。磷酸化JNK(p-JNK)通过促使Bcl-2蛋白磷酸化并解离其与Beclin-1的结合,一方面释放Beclin-1启动自噬,另一方面削弱Bcl-2对Bax的抑制作用,最终导致睾丸细胞发生自噬性死亡和凋亡的协同损伤。

这项研究首次绘制了AO168?=?O诱导青春期睾丸毒性的完整机制图谱:环境剂量暴露→ROS爆发→JNK过度激活→Bcl-2功能抑制→自噬/凋亡失衡→生精功能障碍。该发现不仅为解释有机磷酸酯类污染物的生殖毒性提供了新模式,更重要的是为制定青少年特异性暴露限值和早期健康干预策略提供了分子靶点。研究团队建议将睾丸功能指标纳入青少年常规体检,并呼吁全球协作建立AO168?=?O的跨国监测网络,这对实现"环境-健康"协同治理具有里程碑意义。

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