聚苯乙烯微塑料致雄性小鼠生殖损伤及铁死亡的作用机制

来源：环境与职业医学杂志 2025年第2期北京时间：

作者：王佳博, 李榕, 娜孜拉·赛提尼亚孜, 刘成清, 杨楠, 闫琪,

摘要：背景聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）对哺乳动物生殖系统的不利影响已成为公众广泛关注的焦点。然而，目前尚不清楚铁死亡是否与PS-MPs暴露导致的小鼠睾丸损伤和精子质量下降有关。目的明确PS-MPs暴露致雄性小鼠生殖损伤并探讨铁死亡在其中的作用机制。方法将5周龄的雄性BALB/c小鼠随机分为4组，包括1个对照组和3个PS-MPs染毒组低剂量（0.5 mg·kg−1 ）、中剂量（5 mg·kg−1）和高剂量（50 mg·kg−1）组，每组均有6只小鼠。连续35 d通过灌胃方式进行染毒处理（1次·d−1）。处死小鼠后，对其睾丸和附睾进行湿重测量，计算脏器系数；使用血细胞计数法测定精子数量，并使用CCK-8和CellTiter-Glo®2.0 Assay试剂盒分别检测精子的活力和三磷酸腺苷（ATP）水平；使用酶联免疫试剂盒测定血清睾酮、卵泡刺激素和促黄体生成素水平，并通过组织铁试剂盒检测睾丸的总铁含量后，通过苏木精-伊红（HE）染色法观察睾丸组织的病理学变化；检测氧化应激指标谷胱甘肽（GSH）、丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）水平；通过蛋白免疫印记法检测铁死亡相关蛋白谷胱甘肽过氧化物酶 4（GPX4）和溶质载体家族 7 成员 11（SLC7A11）的表达水平。结果与对照组相比，高剂量组睾丸指数降低，各剂量组附睾指数均下降（P<0.05）。精子质量分析结果表明，与对照组相比，各剂量组精子数量均降低；中、高剂量组精子活力降低，精子畸形率上升，精子内ATP水平降低。HE染色的结果显示：低剂量组生精上皮紊乱和生精细胞排列松散，中剂量组表现为生精间隙扩大，而高剂量组细胞空泡化，甚至无精子。血清性激素水平结果显示：各剂量组血清睾酮水平降低，中、高剂量组血清促卵泡激素水平下降，高剂量组血清促黄体生成素水平下降（P<0.05）。高剂量组睾丸组织匀浆中铁含量增加（P<0.05）。中、高剂量组睾丸组织匀浆GSH和SOD水平降低，而MDA水平上升（P<0.05）。蛋白免疫印记结果显示，高剂量组睾丸中GPX4的蛋白质表达水平较对照组降低；中、高剂量组SLC7A11的蛋白质表达水平低于对照组。相关性分析结果显示，GPX4表达水平与精子数量呈正相关，与MDA水平呈负相关（P<0.05）；SLC7A11表达水平与精子数量呈正相关，与精子畸形率和MDA水平呈负相关（P<0.05）。结论PS-MPs暴露导致雄性小鼠精子质量下降、睾丸损伤和血清性激素水平降低，其作用机制与铁死亡相关。

关键词：聚苯乙烯微塑料, 精子质量, 睾丸损伤, 铁死亡, 血清性激素,