聚苯乙烯纳米塑料致雄性小鼠睾丸睾酮合成障碍的作用机制研究

来源：中国畜牧兽医杂志2025年第4期北京时间：

作者：缪心媛, 许晴雨, 夏苏干, 林天金, 蔡国栋, 邹辉, 顾建红, 袁燕, 刘宗平, 卞建春

单位：1. 扬州大学兽医学院, 扬州 225009;2. 江苏省重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心, 扬州 225009;3. 江苏省镇江市丹徒区动物疫病预防控制中心, 镇江 212028

摘要：【目的】探究聚苯乙烯纳米颗粒(NPs)对雄性小鼠生殖系统造成的损伤和影响睾酮合成的作用机制。【方法】将24只清洁级雄性C56小鼠随机分为4组，分别为对照组及低(0.1 mg/L)、中(1 mg/L)、高(10 mg/L)剂量聚苯乙烯NPs组，每组6只，饮水暴露，试验期90 d。试验结束后，小鼠眼球采血，脱颈处死后剥离附睾及睾丸，采集精子。睾丸称重，统计睾丸指数，利用HE染色观察睾丸组织病理变化，使用综合精液分析系统分析精子总活率及精子总活力；利用ELISA试剂盒检测睾丸组织丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性以及血清睾酮含量；利用Western blotting检测氧化应激、凋亡相关蛋白表达水平；通过实时荧光定量PCR和Western blotting分别检测睾酮合成相关基因的mRNA和蛋白表达水平。【结果】与对照组相比，中、高剂量聚苯乙烯NPs组小鼠睾丸指数显著或极显著升高(P＜0.05；P＜0.01)，小鼠精子总活力及总活率、血清睾酮含量均显著或极显著降低(P＜0.05；P＜0.01)。ELISA检测结果显示，与对照组相比，各聚苯乙烯NPs处理组小鼠睾丸组织中MDA含量均极显著升高(P＜0.01)，T-SOD、CAT和GSH-Px活性显著或极显著降低(P＜0.05；P＜0.01)。Western blotting检测结果显示，与对照组相比，中、高剂量聚苯乙烯NPs组小鼠睾丸组织中核因子E2相关因子2(Nrf2)蛋白表达量极显著升高(P＜0.01)，3β-羟类固醇脱氢酶(HSD-3β)蛋白表达量均极显著降低(P＜0.01)；各聚苯乙烯NPs处理组小鼠睾丸组织血红素加氧酶-1(HO-1)蛋白表达量均极显著降低(P＜0.01)；高剂量聚苯乙烯NPs组小鼠睾丸组织中天冬氨酸半胱氨酸特异性蛋白酶9(Caspase9)、Caspase3、Bcl2相关X蛋白(Bax)/B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)蛋白表达量均极显著升高(P＜0.01)，胆固醇侧链裂解酶(CYP11A)蛋白表达量显著降低(P＜0.05)。实时荧光定量PCR结果显示，与对照组相比，各聚苯乙烯NPs处理组小鼠睾丸组织中HSD-17β、细胞色素P450胆固醇侧链裂解酶(P450 scc)、类固醇激素急性调节蛋白(StAR)基因表达量均极显著下降(P＜0.05；P＜0.01)；中、高剂量聚苯乙烯NPs组小鼠睾丸组织中HSD-3β、P450c17基因表达量均极显著或显著下降(P＜0.01；P＜0.05)。【结论】聚苯乙烯NPs能诱导小鼠睾丸组织氧化应激进而引发细胞发生，最终导致睾丸损伤和睾酮合成障碍。

关键词：聚苯乙烯;纳米塑料(NPs);氧化应激;凋亡;睾酮合成

基金资助：“十四五”国家重点研发支持项目(2023YFD1801100);高等学校学科创新引智计划资助(D18007);江苏高校优秀学科建设工程资助项目(PAPD);江苏省(扬州大学)研究生科研与实践创新计划项目(SJCX23-2066)