《Poultry Science》：Differential transcriptional and translational responses of aryl hydrocarbon receptor and biotransformation enzymes to environmentally relevant polycyclic aromatic hydrocarbon mixtures in hen ovarian follicles
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多环芳烃（PAHs）是可能干扰卵巢功能的环境污染物。由于生物体暴露于复杂外源物混合物，本研究考察两种PAH混合物MIX I和MIX II（分别代表散养和笼养母鸡蛋中测定的浓度）对母鸡卵巢生物转化相关因子的影响。将产蛋母鸡暴露于这些混合物7或28天，并分析小白色
多环芳烃（PAHs）是可能干扰卵巢功能的环境污染物。由于生物体暴露于复杂外源物混合物，本研究考察两种PAH混合物MIX I和MIX II（分别代表散养和笼养母鸡蛋中测定的浓度）对母鸡卵巢生物转化相关因子的影响。将产蛋母鸡暴露于这些混合物7或28天，并分析小白色前等级卵泡（SWFs）和大白色前等级卵泡（LWFs），以及三个最大排卵前卵泡（F3–F1）颗粒层和膜层中芳香烃受体（AhR）、CYP1B1、COMT和GST信使RNA（mRNA）及蛋白表达。暴露未影响前等级卵泡mRNA表达。7天后，CYP1B1显示最强转录响应，在F3–F1颗粒层显著诱导，膜层呈中等变化，主要见于MIX I暴露后。28天后，mRNA表达无变化。相反，长期暴露后蛋白丰度变化更广泛。短期暴露降低MIX I暴露后SWFs中AhR蛋白以及MIX II暴露后LWFs中GST。MIX II降低F2颗粒层CYP1B1蛋白，而COMT和GST蛋白丰度在F3和F1膜层下降。28天后，两种混合物均降低SWFs和F3颗粒层CYP1B1蛋白，MIX II还降低LWFs和F1颗粒层CYP1B1，并降低所有排卵前卵泡膜层AhR、COMT和GST。总之，PAH混合物影响母鸡卵巢生物转化通路，且取决于组织、卵泡大小、暴露持续时间和混合物类型（MIX I或MIX II），长期暴露反映在蛋白水平。
研究背景：多环芳烃（PAHs，主要由有机物不完全燃烧产生的一类持久性环境污染物）可经吸入、摄入和皮肤吸收进入机体，并在环境介质和生物体中长期存在。其毒性主要通过激活芳香烃受体（AhR，配体激活转录因子）介导，进而调控I相和II相生物转化基因。I相氧化主要由细胞色素P450（CYP）酶催化，可生成环氧化物、二醇环氧化物等反应性中间体；II相解毒酶包括儿茶酚-O-甲基转移酶（COMT）和谷胱甘肽S-转移酶（GST），参与反应性代谢物解毒。已有研究表明禽类卵巢具有外源物代谢能力，但环境相关PAH混合物如何协调影响AhR信号通路及生物转化酶尚不清楚。多数毒理学研究集中于单一PAH，而实际暴露为复杂混合物，因此研究人员开展本研究，以评估环境相关PAH混合物对母鸡卵巢不同卵泡区室中AhR、CYP1B1、COMT和GST转录及蛋白丰度的影响。研究得出，PAH混合物的效应取决于组织、卵泡大小、暴露持续时间和混合物类型，长期暴露主要在蛋白水平体现。其意义在于提示复杂PAH混合物可影响卵巢I相/II相解毒通路，并强调评价生殖毒性时需同时关注基因与蛋白表达。
关键技术方法：研究使用48只90周龄产蛋母鸡，实验方案经波兰克拉科夫地方动物伦理委员会批准（批准号234/2022）；PAH混合物依据Kozubek等前期在散养和笼养母鸡蛋黄中测定的16种优先PAHs平均浓度配制，MIX I和MIX II对应总PAH分别为95 ± 14.5和54 ± 6.1 ng/g脂肪。母鸡经口暴露7或28天，采集小白色前等级卵泡（SWFs，1–4 mm）、大白色前等级卵泡（LWFs，4–8 mm）及F3–F1的颗粒层（granulosa layer）和膜层（theca layer）。实时PCR检测AHR1A、CYP1B1、COMT和Gsta4 mRNA，NormFinder选择参考基因；ELISA（酶联免疫吸附测定）检测AhR、CYP1B1、COMT和GST蛋白；采用双因素方差分析和Tukey检验。
研究结果：小标题一“MIX I和MIX II对AHR1A、CYP1B1、COMT和Gsta4基因表达的影响”。实时PCR分析显示，SWFs和LWFs经7天和28天暴露后，AHR1A、CYP1B1、COMT和Gsta4 mRNA表达均无变化；CYP1A4和CYP1A5转录本丰度很低，未能获得可靠实时PCR结果。F3–F1颗粒层中仅CYP1B1表达显著变化：7天MIX I和MIX II使F3中CYP1B1 mRNA分别增加2.7倍和3.0倍，F2和F1中最大变化见于MIX I，分别增加4.7倍和8.8倍；28天时AHR1A、CYP1B1和COMT mRNA无显著影响；Gsta4在颗粒层表达过低未能可靠检测。膜层中，7天MIX I使F3和F1中CYP1B1表达分别增加2.7倍和2.4倍，F2无显著变化，AHR1A、COMT和Gsta4无变化；28天时CYP1B1及其他基因无显著影响。
小标题二“MIX I和MIX II对AhR、CYP1B1、COMT和GST蛋白丰度的影响”。ELISA分析显示，SWFs和LWFs经7天暴露后CYP1B1和COMT蛋白无显著变化；MIX I使SWFs中AhR蛋白降低1.5倍，MIX II使LWFs中GST蛋白降低3.1倍。28天暴露后，两种混合物使SWFs中CYP1B1蛋白分别降低1.5倍（MIX I）和1.1倍（MIX II）；LWFs中仅MIX II降低CYP1B1蛋白1.7倍并降低COMT蛋白；AhR和GST蛋白无变化。F3–F1颗粒层中，7天MIX II仅使F2中CYP1B1蛋白降低1.6倍，AhR和COMT无变化；GST因基因表达低未测定。28天时，两种混合物使F3中CYP1B1蛋白分别降低1.7倍（MIX I）和1.8倍（MIX II），仅MIX II使F1中CYP1B1蛋白降低1.7倍，AhR和COMT无变化。膜层中，7天暴露未改变AhR和CYP1B1蛋白；MIX I或MIX II使F1中COMT蛋白降低1.5倍，MIX II使F3和F1中GST蛋白分别降低1.8倍和2.4倍。28天时，MIX II使F3和F2膜层AhR蛋白分别降低2.0倍和1.9倍，CYP1B1蛋白在F3、F2和F1分别降低1.7倍、2.2倍和1.6倍；两种混合物降低F2和F1中COMT蛋白，MIX I分别降低1.7倍和2.4倍，MIX II分别降低1.4倍和1.9倍；GST蛋白在F2和F1中经MIX I分别降低2.9倍和3.4倍，经MIX II分别降低3.1倍和5.3倍。
讨论部分总结：论文指出，环境相关PAH混合物对母鸡卵巢AhR依赖生物转化通路关键组分的转录和翻译调控存在差异；AHR1A、CYP1B1、COMT和Gsta4基因表达大多未变，但前等级卵泡和排卵前卵泡中蛋白丰度出现显著改变，提示慢性PAH暴露效应不能仅由基因转录变化解释。AHR1A mRNA在多数卵巢区室保持稳定，而AhR蛋白在特定区室下降；论文认为配体诱导的AhR降解可终止受体信号，所观察到的蛋白下降可能反映受体激活后的生理性下调，而非AhR信号抑制。CYP1B1对PAH混合物呈现最强转录响应，尤其7天暴露后颗粒层诱导明显，但蛋白丰度未相应增加，长期暴露后反而降低，提示转录后或翻译后调控及慢性暴露中的适应机制参与。COMT基因表达未变而蛋白丰度在膜层降低，提示可能存在转录后调控，并可能影响局部雌激素代谢和解毒能力。Gsta4主要在膜层可检测，GST蛋白在多个区室降低，提示卵巢卵泡抗氧化和解毒能力可能下降。时间模式上，7天以转录响应为主，28天以蛋白丰度广泛变化为主，提示早期适应性激活后慢性暴露下解毒能力进行性受损。MIX II虽代表较低剂量混合物，长期暴露后对解毒蛋白降低更强，论文指出卵巢对PAH混合物的反应可能呈非线性或非单调剂量关系。
研究结论翻译：总体而言，研究结果表明，长期暴露于环境相关PAH混合物主要在蛋白水平影响卵巢生物转化系统，而非通过持续的基因转录变化；CYP1B1表达的短暂诱导随后伴随CYP1B1、COMT和GST蛋白丰度降低，可能提示参与I相和II相解毒通路的酶发生改变。尽管本研究未直接评估反应性代谢物积累或氧化应激，但这种蛋白水平变化可能影响卵巢处理反应性中间体的能力，并可能与先前报道的PAH混合物引起家鸡类固醇生成紊乱相关。此外，研究结果强调在评价复杂环境PAH混合物的生殖毒性时，应同时评估基因和蛋白表达变化。
