关键词:
双酚S
双酚F
比较毒理基因组学数据库
男性生殖损伤
睾丸间质细胞
摘要:
目的:通过生物信息学方法和实验验证,探讨新型双酚类污染物双酚S(BPS)和双酚F(BPF)诱导男性生殖系统损伤的信号通路。方法:生物信息学分析,从比较毒理基因组学数据库(CTD)筛选出与BPF和BPS相关的男性生殖系统疾病基因,并通过基因本体论(GO)的功能富集和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,预测可能的信号通路及关键基因。采用细胞计数试剂盒8(CCK-8)法检测不同浓度(1×10^(-3)、1×10^(-2)、1×10^(-1)、1×10^(0)、1×10^(1)和1×10^(2)μmol·L^(-1))BPS和BPF作用下各组细胞活力;将TM3细胞分为对照组(0.1%DMSO)、不同剂量BPS和不同剂量BPF组,采用20、40和80μmol·L^(-1)BPS及BPF分别处理细胞72 h后,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和Western blotting法检测各组细胞中关键基因mRNA及蛋白表达水平。结果:生物信息学分析,通过CTD筛选出的分别与BPS及BPF相关的男性系统疾病基因数为507及447个。GO富集分析,筛选出的基因主要富集于生殖系统发育和生殖结构发育等生物过程(BP)。KEGG通路分析,这些基因主要富集于磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)、缺氧诱导因子1(HIF-1)和细胞衰老等信号通路(P<0.001)中。实验验证,与对照组比较,1×10^(2)μmol·L^(-1)BPF和BPS组细胞活力明显降低(P<0.05),1×10^(-3)~1×10^(1)μmol·L^(-1)BPF和BPS组细胞活力无明显变化,差异无统计学意义(P>0.05)。BPS处理后,与对照组比较,低、中和高剂量BPS组细胞中PI3K、AKT、缺氧诱导因子1α(HIF-1α)及CREB结合蛋白(CBP)mRNA表达水平降低(P<0.05),PI3K蛋白表达水平降低(P<0.05),B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)相关X蛋白(Bax)蛋白表达水平升高(P<0.05),丝氨酸蛋白酶肽酶抑制因子B支成员10(SERPINB10)mRNA表达水平升高(P<0.01);中和高剂量BPS组细胞中Bax及细胞纤毛内转运同源蛋白80(IFT80)mRNA表达水平升高(P<0.05);低和高剂量BPS组细胞中Bcl-2 mRNA及蛋白表达水平降低(P<0.05);低和中剂量BPS组细胞中附加性梳基因2(ASXL2)mRNA表达水平降低(P<0.01)。BPF处理后,与对照组比较,低、中和高剂量BPF组细胞中Bcl-2、HIF-1α及染色体结构维持蛋白质1B(SMC1B)mRNA表达水平降低(P<0.05),IFT80 mRNA表达水平升高(P<0.01),Bax蛋白表达水平升高(P<0.01);低和高剂量BPF组细胞中PI3K、AKT及环指蛋白130(RNF130)mRNA表达水平降低(P<0.05);中剂量组BPF细胞中CBP mRNA表达水平降低(P<0.05),RNF130 mRNA表达水平升高(P<0.05);高剂量BPF组细胞中PI3K和Bcl-2蛋白表达水平降低(P<0.05)。结论:BPF和BPS可通过PI3K/AKT以及HIF-1信号通路产生生殖细胞毒性,损害男性生殖健康,RNF130和SMC1B可能是其诱导生殖毒性的重要靶点。