《Reproductive Toxicology》：Short-term propylparaben exposure alters the expression of key factors in the ovary and oviduct of adult mice
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摘要：丙基对羟基苯甲酸酯（propylparaben）是一种常用于消费品中的抗菌防腐剂。近期研究表明，其具有内分泌干扰特性，可能对女性生殖健康产生不利影响。然而，短期丙基对羟基苯甲酸酯暴露是否会影响成年雌性个体的卵巢和输卵管仍不清楚。本研究检测了暴露于环境相关
摘要：丙基对羟基苯甲酸酯（propylparaben）是一种常用于消费品中的抗菌防腐剂。近期研究表明，其具有内分泌干扰特性，可能对女性生殖健康产生不利影响。然而，短期丙基对羟基苯甲酸酯暴露是否会影响成年雌性个体的卵巢和输卵管仍不清楚。本研究检测了暴露于环境相关水平的丙基对羟基苯甲酸酯10天对小鼠卵巢和输卵管中选定基因、激素水平及蛋白表达的影响。研究人员通过移液器吸头将给药溶液分配至口腔，对成年CD-1小鼠（每组n=6）口服给予溶剂对照（玉米油）或20 μg/kg/day、200 μg/kg/day或20 mg/kg/day的丙基对羟基苯甲酸酯。给药后，收集血清、卵巢和输卵管。血清用于测量孕酮（progesterone）和雌二醇（estradiol）水平。研究人员分析了卵巢和输卵管中类固醇生成调节因子、凋亡因子、抗氧化酶、上皮细胞标志物及雌激素受体α（estrogen receptor alpha, ERα）的表达。统计评估了丙基对羟基苯甲酸酯处理组与对照组之间的差异。在卵巢中，与对照组相比，丙基对羟基苯甲酸酯选择性增加了Cyp17a1（20 mg/kg/day）、Cyp19a1（20 mg/kg/day）和Bcl2（20和200 μg/kg/day）的mRNA水平（p<0.05）。在输卵管中，与对照组相比，丙基对羟基苯甲酸酯选择性增加了Bcl2（20和200 μg/kg/day）、Bax（所有组）和Gpx1（20 mg/kg/day）的mRNA水平，并降低了纤毛细胞标志物乙酰化-α-微管蛋白（acetylated-α-tubulin）的蛋白水平（20 μg/kg/day）（p<0.05）。最后，各处理组之间的激素水平相似（p>0.05）。这些发现表明，短期丙基对羟基苯甲酸酯暴露改变了卵巢和输卵管中的关键调节因子，但其对女性生殖健康的更广泛影响仍不清楚。
**论文解读：短期丙基对羟基苯甲酸酯暴露对成年小鼠卵巢与输卵管的影响**
**1. 研究背景**
对羟基苯甲酸酯（Parabens）作为抗菌防腐剂已使用近一个世纪，因其化学性质稳定且生产成本相对较低，被广泛添加于个人护理产品、食品及药品中。其中，丙基对羟基苯甲酸酯（propylparaben）是使用最广泛的种类之一，超过93%的女性尿液样本中可检测到其存在，提示人群存在持续暴露。近期实验证据表明，丙基对羟基苯甲酸酯是一种具有弱雌激素活性并能结合雌激素受体（estrogen receptors）的内分泌干扰物（endocrine disruptor），可能对主要生殖器官（包括卵巢和输卵管）产生影响。
卵巢是卵母细胞产生和关键生殖激素合成的主要场所，负责分泌雌二醇（estradiol）和孕酮（progesterone），对生殖功能及女性健康至关重要。尽管卵巢是内分泌干扰化学物的重要靶标，但关于丙基对羟基苯甲酸酯对成年卵巢影响的研究相对有限。流行病学研究发现，丙基对羟基苯甲酸酯暴露与女性生殖激素（包括雌激素和促性腺激素）的变化相关。啮齿类动物研究也报告，高剂量丙基对羟基苯甲酸酯暴露可导致卵巢卵泡发生和类固醇生成（steroidogenesis）的改变。此外，体外研究显示，丙基对羟基苯甲酸酯会抑制小鼠培养成熟卵泡的生长，并改变卵泡类固醇生成和凋亡因子水平。
输卵管（oviduct，人类中称输卵管fallopian tube）是连接卵巢和子宫的管状器官，负责配子运输、受精和胚胎着床前发育。卵巢类固醇激素的周期性变化调节输卵管的形态和功能，特别是与配子和胚胎直接接触的管腔上皮细胞。尽管内分泌信号对输卵管功能至关重要，但在生殖毒理学中，输卵管在很大程度上被忽视，这是一个重要的知识空白，因为人类输卵管病变估计导致约30%的不孕症。先前研究表明，短期妊娠期暴露于己烯雌酚或香烟烟雾会影响输卵管和生育结局。近期研究也发现，丙基对羟基苯甲酸酯暴露会改变小鼠输卵管上皮细胞（murine oviductal epithelial, MOE）的细胞周期进程、存活率和孕酮受体水平。
然而，在体内模型中，环境相关剂量的丙基对羟基苯甲酸酯对卵巢和输卵管的影响及其潜在分子机制仍不清楚。因此，本研究旨在探讨短期暴露于环境相关水平的丙基对羟基苯甲酸酯对成年小鼠卵巢和输卵管的影响。
**2. 主要关键技术方法**
研究人员从Charles River Laboratories购入24只3月龄雌性CD-1小鼠，并在伊利诺伊大学香槟分校兽医学院中央动物设施饲养。所有动物实验方案均获得伊利诺伊大学机构动物护理和使用委员会批准（方案编号#20240）。研究人员将小鼠随机分为四组，每组6只，通过口腔给药，连续10天给予溶剂对照（玉米油）或丙基对羟基苯甲酸酯（剂量分别为20 μg/kg/day、200 μg/kg/day和20 mg/kg/day）。剂量选择基于美国国家健康与营养调查（NHANES）2015-2016年报告中20-40岁女性的尿液丙基对羟基苯甲酸酯水平，并通过体表面积换算（小鼠与人类换算系数为12.3）确定。实验结束后，收集血清、卵巢和输卵管。主要技术方法包括：使用实时定量聚合酶链反应（qPCR）分析卵巢和输卵管全组织中类固醇生成、凋亡、抗氧化和上皮细胞标志物基因的表达；使用免疫组织化学（IHC）技术检测输卵管壶腹部纤毛细胞标志物乙酰化-α-微管蛋白的蛋白水平；以及使用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清中孕酮和雌二醇浓度。
**3. 研究结果**
**3.1. 丙基对羟基苯甲酸酯暴露对体重和器官重量的影响**：短期丙基对羟基苯甲酸酯暴露不影响死亡率、总体体重或大多数器官重量。然而，与对照组相比，暴露于20 mg/kg/day丙基对羟基苯甲酸酯的小鼠，其双侧卵巢总重量（mean ± SEM: 15 ± 1.53 mg; p ≤ 0.05）显著降低。经体重标准化后，200 μg/kg/day（p = 0.09）和20 mg/kg/day（p ≤ 0.05）组的相对卵巢重量也呈现降低趋势或显著降低。
**3.2. 丙基对羟基苯甲酸酯暴露对卵巢类固醇生成基因表达的影响**：通过qPCR分析卵巢中类固醇生成相关基因，发现与对照组相比，20 mg/kg/day丙基对羟基苯甲酸酯暴露组中Cyp17a1和Cyp19a1的mRNA水平显著增加（p < 0.05）。而Star、Cyp11a1、Hsd3b1和Hsd17b1的表达在各组间无显著差异。
**3.3. 丙基对羟基苯甲酸酯暴露对性类固醇激素水平的影响**：ELISA结果显示，各处理组小鼠血清中的孕酮和雌二醇浓度无显著差异（p > 0.05）。
**3.4. 丙基对羟基苯甲酸酯暴露对卵巢凋亡基因表达的影响**：qPCR分析显示，与对照组相比，20 μg/kg/day和200 μg/kg/day丙基对羟基苯甲酸酯暴露组卵巢中Bcl2的mRNA水平显著增加（p < 0.05），20 mg/kg/day组呈边缘性增加（p = 0.06）。Bax的表达在各组间无显著差异。
**3.5. 丙基对羟基苯甲酸酯暴露对输卵管凋亡基因表达的影响**：qPCR分析显示，与对照组相比，所有三个剂量组（20 μg/kg/day, 200 μg/kg/day, 20 mg/kg/day）输卵管中Bax的mRNA水平均显著升高（p < 0.05）。此外，200 μg/kg/day和20 mg/kg/day组的Bcl2 mRNA水平也显著升高（p < 0.05）。
**3.6. 丙基对羟基苯甲酸酯暴露对输卵管氧化应激相关基因表达的影响**：qPCR分析显示，与对照组相比，20 mg/kg/day丙基对羟基苯甲酸酯暴露组输卵管中Gpx1的mRNA水平显著升高（p < 0.01），20 μg/kg/day组呈边缘性升高（p = 0.06）。Sod1、Cat和Nrf2的表达在各组间无显著差异。
**3.7. 丙基对羟基苯甲酸酯暴露对输卵管管腔上皮细胞的影响**：qPCR结果显示，输卵管中分泌细胞标志物Pax8和纤毛细胞标志物Foxj1的mRNA水平在各组间无显著差异。然而，免疫组织化学分析显示，与对照组（92.9 ± 2.2%）相比，20 μg/kg/day丙基对羟基苯甲酸酯暴露组输卵管壶腹部乙酰化-α-微管蛋白的阳性染色百分比（83.8 ± 2.2%）显著降低（p < 0.05）。
**3.8. 丙基对羟基苯甲酸酯暴露对输卵管和卵巢中雌激素受体α表达的影响**：qPCR结果显示，卵巢和输卵管中Esr1的mRNA水平在各处理组间均无显著差异。
**4. 讨论与结论**
**讨论部分总结**：本研究表明，短期丙基对羟基苯甲酸酯暴露会选择性降低卵巢重量，改变卵巢和输卵管中与凋亡、氧化应激和类固醇生成相关因子的表达水平，并诱导输卵管管腔上皮细胞的明显变化，表现为壶腹部区域乙酰化-α-微管蛋白水平降低。卵巢中Esr1水平未改变，提示观察到的效应可能并非由经典雌激素受体表达变化驱动，而可能源于受体活性或下游雌激素响应信号（包括G蛋白偶联雌激素受体GPER介导或其他快速非基因组途径）的改变。卵巢中Bcl2表达增加可能反映了一种补偿性抗凋亡反应。Cyp17a1和Cyp19a1表达增加但循环激素水平未变，可能反映了一种局部的卵巢转录响应或补偿性类固醇生成适应。在输卵管中，Gpx1选择性增加可能指示一种温和的过氧化物相关挑战，偏好性地激活谷胱甘肽依赖性抗氧化防御。Bax和Bcl2同时增加提示促凋亡信号和补偿性促存活机制的并行激活。乙酰化-α-微管蛋白染色减少可能反映了纤毛丰度、轴丝结构或微管蛋白乙酰化的变化，这可能影响配子运输和受精，但需进一步直接测量以确定其生物学意义。该研究存在局限性，包括未测量血清或靶组织中的丙基对羟基苯甲酸酯浓度，以及基因表达变化的功能意义尚不明确。
**结论部分翻译**：短期丙基对羟基苯甲酸酯暴露在雌性生殖组织中诱导出不同的反应，其中输卵管在相对较低的暴露水平下即显示出变化。特别是，壶腹部区域乙酰化-α-微管蛋白染色的减少，将输卵管上皮确定为丙基对羟基苯甲酸酯的潜在靶点，但这并未确立纤毛或生殖功能受损。需要进一步的研究来明确其潜在机制，确定这些效应是否会随着慢性暴露而持续或改变，并评估其对整体女性生殖功能的影响。
