《Toxicology Letters》：Acute atrazine exposure does not impair 5α-reductase activity in hepatic and blood-brain barrier cells
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摘要莠去津是一种广泛使用的除草剂，具有非经典内分泌干扰活性，因为它并非作为激素激动剂发挥作用，却能诱导激素失衡，表现为诱导雌性化和芳构酶水平升高。然而，其内分泌学效应仍知之甚少，尤其是在哺乳动物系统中。本研究调查了莠去津及其两种主要代谢产物（去异丙基莠去津和去乙基莠去津）是否
摘要
莠去津是一种广泛使用的除草剂，具有非经典内分泌干扰活性，因为它并非作为激素激动剂发挥作用，却能诱导激素失衡，表现为诱导雌性化和芳构酶水平升高。然而，其内分泌学效应仍知之甚少，尤其是在哺乳动物系统中。本研究调查了莠去津及其两种主要代谢产物（去异丙基莠去津和去乙基莠去津）是否在体外干扰睾酮向双氢睾酮的转化，在两种分别代表肝脏和血脑屏障的细胞模型中开展，后者尚属首次报告。评估了雌激素受体的转录激活，并通过分子对接评估了与甾体5α-还原酶I型和II型亚型的潜在相互作用。在急性暴露于不同浓度（100 nM – 50 μM）的莠去津及其两种主要代谢产物后，测定了Hep-G2和bEnd.3细胞中睾酮向双氢睾酮的转化，以及终点细胞代谢活性。莠去津及其代谢产物均未激活雌激素受体，且分子对接预测莠去津、去异丙基莠去津和去乙基莠去津与两种5α-还原酶亚型的相互作用较睾酮而言较弱。与这些预测一致，处理后两种细胞系中均未观察到双氢睾酮合成显著下降，Hep-G2和bEnd.3细胞系均保留了将睾酮转化为其更活跃形式——双氢睾酮的能力不受影响。这些结果表明，莠去津及其主要代谢产物不直接损害睾酮向双氢睾酮的转化，且不太可能通过抑制5α-还原酶活性而破坏雄激素转化，后者是已知导致芳构酶水平升高的主要抗雄激素机制。
引言
莠去津是一种广泛使用的农药，被认为是一种内分泌干扰化学品（EDC），但它缺乏结合并激活雌激素受体α（ER-α）的能力，这不同于经典EDC。尽管它不直接结合ER-α，但其作为EDC的主要效应归因于将睾酮转化为雌二醇的酶芳构酶（由基因编码）基因表达的增加（Fan等，2007）。
随着农药渗入生态系统，两栖动物（尤其是青蛙）的雌性化效应已被报告（Hayes等，2002；Hayes等，2003），而在硬骨鱼中它损害了睾酮向更活跃形式11-酮基睾酮的转化（Pop等，2026）。尽管对芳构酶的影响存在争议（Rohr和McCoy，2010），但单凭芳构酶基因表达的升高部分说明了在哺乳动物中诱导的雌性化（Wirbisky和Freeman，2015）。低至100 nM浓度的莠去津（ATR）已被证明可诱导山羊睾丸组织的组织病理学变化（Chandak等，2015）。这可能与受控凋亡是正常精子发生的重要组成部分有关，它有助于清除多余的或异常的生殖细胞（Sharma等，2015）。此外，在哺乳动物模型中，根据Guimar?es等人（Guimar?es-Ervilha等，2025），少数体内研究测试了相关浓度，部分研究甚至使用了不切实际的高剂量（≥ 100 mg Kg?1）。考虑到ATR在20–25 °C下的水溶解度极限为30–35 mg/L（139.1–162.3 μM），这可以被视为特别值得关注的问题。
在对ATR和哺乳动物生理学进行细致综述中，Holliman等人（Holliman等，2025）指出了ATR在增强芳构酶基因表达、蛋白质或活性方面的模棱两可的状况。然而，如果以及ATR如何直接损害睾酮（TST）向其活性形式双氢睾酮（DHT）的转化这一问题尚未得到解决。
TST由微粒体NADPH依赖性酶5α-还原酶I型和II型亚型转化为DHT。I型在非生殖器皮肤中最为丰富，因为它主要参与皮脂腺的雄激素调节（Thiboutot等，1995），而II型效力更强，并且特别且主要与I型一起出现于前列腺、精囊和生殖器皮肤。两种酶的差异化表达和调控不同，存在于其他部位，如不同皮肤区域、毛囊，以及最重要的肝脏（Marchetti和Barth，2013），出生后两种亚型均在肝脏中表达（Thigpen等，1993）。
5α-还原酶活性也被鉴定存在于人脑中，表明神经元具有将TST转化为DHT，进而转化为其GABAA受体活性代谢产物的能力（Agis-Balboa等，2014）。这些受体深度参与情绪行为的调节，主要的GABAA相关化合物通常被认为是3α-雄烷二醇，它由DHT产生（Reddy和Jian，2010；Wang，2011；Reddy，2004）。
为到达大脑，TST必须首先通过由血脑屏障（BBB）代表的超滤屏障，这是基于体液的大脑-身体通信中的重要界面（Banks，2012），通过定义激素如何进入中枢神经系统的作用体现。例如，性激素结合球蛋白减缓了TST穿越BBB的速率，但也减少了血液清除率，使TST有更多时间穿透BBB并进入中枢神经系统，最终对进入大脑的TST总量影响甚微（Banks，2012；Hobbs等，1992）。
关于BBB细胞在雄激素转化中的作用程度知之甚少。此外，BBB如何受ATR影响也研究不足（Cresto等，2023）。已知的是，该化合物可以通过BBB（Adenot和Lahana，2004）到达大脑，可能参与神经退化（Ma等，2015）。
本研究的目的是评估农药ATR及其两种代谢产物去异丙基莠去津（DIA）和去乙基莠去津（DEA）是否能直接影响TST向DHT的转化，在以前研究过的ATR模型——肝脏中，以及研究较少的模型——血脑屏障中。
部分摘要
材料与方法
所有使用的化学品均为分析纯度，ATR（45330，Supelco，德国）、DIA（36628，Supelco，德国）、DEA（36629，Supelco，德国）、17-β雌二醇（E2，3301，Sigma，德国）、α-雌二醇（E1，E8750，Sigma，德国）、非那雄胺（F1293，Sigma，德国）和TST（10042040，Fischer Scientific，英国）均溶解于无水二甲基亚砜（DMSO，H0390，Honeywell，德国）中作为储备液。与水和无水乙醇等溶剂不同，ATR及其代谢产物易
ER-α转录激活
无论使用何种浓度，ATR及其代谢产物DIA和DEA均未发生ER-α转录激活。以E2和E1为代表的阳性对照验证了检测方法，其中E2比E1是更有效的ER-α激活剂（图1）。
计算机模拟雄激素转化
表格1列出了每种配体与S5AR1和S5AR2对接的结合自由能估算值及相应的抑制常数（Ki）。Ki值是根据AutoDock4评分函数得出的估算值，并
讨论
莠去津通常被视为具有非经典作用模式的内分泌干扰化合物（Suzawa和Ingraham，2008），主要是因为其报告的效应不能用经典类固醇激素受体的直接激活来解释。相反，其内分泌活性通常与类固醇生成通路的改变有关，特别是与芳构酶表达以及雄激素和雌激素信号之间的平衡相关（Fan等，2007；Rohr和McCoy，2010
结论
尽管相对较小的样本量限制了排除较小效应的能力，但本研究结果在所用实验条件下，未发现ATR及其代谢产物存在对TST向DHT转化的可检测改变的证据。
酶活性的缺失与对接结果一致，后者显示ATR、DIA和DEA与S5AR1和S5AR2的相互作用太弱，无法影响雄激素转化。
分子对接分析提供了
CRediT作者贡献声明
Cristian-Emilian Pop：写作–审阅与编辑、项目管理、方法学、资金获取、概念化。Robert Wolff：可视化、数据管理。Maria Mernea：写作–初稿、方法学。M?d?lina-Andreea Pop：写作–初稿、方法学、调查。Dan-Florin Mih?ilescu：监督、数据管理。
利益冲突声明
作者声明不存在已知可能影响本文报告工作的财务利益或人际关系冲突。
致谢
作者感谢美国南卡罗来纳州Irmo市Lake Murray旋转俱乐部提供的财政支持。
Cristian-Emilian Pop|Robert Wolff|Maria Mernea|M?d?lina-Andreea Pop|Dan-Florin Mih?ilescu
解剖学、动物生理学与生物物理系，生物学学院，布加勒斯特大学，Independen?ei大道91–95号，布加勒斯特，罗马尼亚，050095
