组蛋白修饰在低剂量全氟化合物干扰睾丸类固醇激素合成中的作用机制研究
作者单位：中国科学院城市环境研究所
会议名称：《中国毒理学会第十次全国毒理学大会》
会议日期：2023年
学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学]
关 键 词：全氟化合物 低剂量暴露 睾丸类固醇激素合成 组蛋白修饰 表观遗传机制
摘 要：目的全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)是两种环境内分泌干扰物,可通过影响睾丸类固醇激素合成相关基因的表达干扰激素合成,但其影响基因表达的机制尚不明晰。组蛋白修饰可调控基因的转录表达,并与类固醇激素合成密切相关。因此,本研究通过探索组蛋白修饰在PFOA/PFOS干扰睾丸类固醇激素合成中的作用,旨在揭示低剂量PFOA/PFOS暴露导致雄性生殖内分泌紊乱的表观遗传机制。材料与方法雄性大鼠分别暴露于0.015和0.15 mg/kg/d的PFOA和PFOS两个月。采用LC-MS/MS测定大鼠血清、睾丸中的PFOA和PFOS含量;放射免疫法测定血清中的类固醇激素含量。RT-PCR和Western blot分析大鼠睾丸中类固醇激素合成相关基因的表达水平。利用基于LC-MS的蛋白质组学技术分析大鼠睾丸的组蛋白修饰谱,并利用Western blot对组蛋白修饰变化进行验证。染色质免疫沉淀(ChIP)-PCR法分析类固醇激素合成相关基因启动子区域的组蛋白修饰水平。结果暴露后,大鼠血清、睾丸中的PFOA和PFOS浓度均显著升高,表明PFOA/PFOS可穿透血睾屏障并在睾丸中蓄积。此外,低剂量PFOA/PFOS暴露提高了血清中孕酮、睾酮、雌二醇的水平。PFOA暴露后,睾丸中StAR上调,而CYP11A1、3β-HSD、CYP17A1和17β-HSD均下调。8种组蛋白修饰水平均显著降低,Star启动子区域的组蛋白H3K9me1/3水平也下降。PFOS暴露后,睾丸中StAR、CYP11A1、3β-HSD上调,而CYP17A1和17β-HSD下调。Cyp11a1、Hsd3b基因启动子上的H3K18ac、H3K9ac水平均升高。结论低剂量PFOA暴露可通过抑制睾丸组蛋白H3K9甲基化,激活激素合成限速基因Star的表达,最终导致类固醇激素水平升高;而PFOS则通过增强H3K9和H3K18的乙酰化,激活Cyp11a1、Hsd3b基因表达,从而促进睾丸类固醇激素合成。本研究从组蛋白修饰层面揭示了低剂量全氟化合物暴露干扰雄性生殖内分泌的表观遗传机制。