中国公共卫生  2013, Vol. 29 Issue (8): 1187-1189   PDF    
壬基酚对大鼠前列腺细胞凋亡影响及机制
朱建林, 陈昱, 刘瑾, 杨华, 吴传城, 李昱辰, 陈锦, 任南    
福建医科大学公共卫生学院职业与环境卫生学系, 福建 福州 350004
摘要目的 探讨壬基酚对大鼠前列腺组织细胞凋亡及caspase-3、caspase-8和caspase-9 mRNA表达影响。方法 健康清洁级Wistar 雄性大鼠50 只,按体重随机分为5 组,分别为12.5、25、50、100 mg/kg壬基酚染毒组和对照组(橄榄油),每组10 只;皮下注射染毒(1 mL/kg),每天1 次,连续染毒30 d;Tunel法观察前列腺前叶组织细胞凋亡,实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-PCR)法观察组织中caspase-3、caspase-8、caspase-9 mRNA表达。结果 12.5、25、50、100 mg/kg 壬基酚染毒组大鼠前列腺细胞凋亡率分别为(3.07±1.31)%、(5.21±1.47)%、(6.31±1.29)%、(8.90±0.18)%,均低于对照组的(12.73±2.19)%(P<0.05);与对照组比较,12.5、25、50、100 mg/kg 壬基酚染毒组大鼠前列腺组织细胞caspase-3、caspase-8、caspase-9 mRNA表达均降低(P<0.05)。结论 壬基酚可致雄性大鼠前列腺细胞凋亡率下降,其机制可能与前列腺细胞caspase-3、caspase-8和caspase-9 mRNA表达降低有关。
关键词环境内分泌干扰物     壬基酚     大鼠     凋亡基因     前列腺增生    
Effects of nonylphenol on prostate cell apoptosis and expressions of caspase-3,caspase-8,and caspase-9 mRNA in male Wistar rats
ZHU Jian-lin, CHEN Yu, LIU Jin, et al    
Department of Occupational and Environmental Health, School of Public Health, Fujian Medical University, Fuzhou, Fujian Province 350004, China
Abstract: Objective To evaluate effects of nonylphenol(NP)on rat prostate tissue apoptosis and expressions of caspase-3,caspase-8,and caspase-9 mRNA. Methods Fifty healthy Wistar rats were randomly divided into five groups(one olive control group and 4 groups exposed to NP at the doses of 12.5,25,50,and 100 mg/kg)based on body weight.The exposure groups were admimistered 1 mg/kg of NP hypodermic injection once a day for 30 days.The prostate tissue apoptosis was observed with teminal transferase-mediated biotin dUTP nick end labeling(TUNEL)and expressions of caspase-3,caspase-8,and caspase-9mRNA in prostate tissue were detected with real-time reverse transcription PCR(RT-PCR). Results The prostate apoptosis rate in 12.5,25,50,and 100 mg/kg NP group were 3.07±1.31%,5.21±1.47%,6.31±1.29%,and 8.90±0.18%,all lower than that in the control group(12.73±2.19%)(P<0.05 for all).The expressions of caspase-3 mRNA,caspase-8 mRNA,and caspase-9 mRNA in all NP exposed groups were lower than those in the control group(P<0.05 for all). Conclusion NP decreases the apoptosis of prostate tissue in male Wistar rats,which may be one of the mechanisms for prostate hyperplasia in rats caused by NP.
Key words: environmental endocrine disruptor     nonylphenol     rat     apoptotic gene     prostate hyperplasia    

壬基酚是一种环境激素,能破坏干扰机体内分泌系统,因此又名内分泌干扰素[1]。作为一种表面活性剂,壬基酚被广泛应用于化学洗涤剂中,随着洗涤剂在日常生活中的大量使用,壬基酚的安全性也越来越受到人们的关注[2]。研究发现,较低剂量的壬基酚对雄性大鼠前列腺有增生作用[3]。良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)是男性老年人的常见病、多发病,但其病因和发病机制尚不十分明确,近年来,许多学者从细胞凋亡的角度去研究BPH的发病机制,并发现细胞凋亡的减少可导致BPH的发生[4]。本研究旨在探讨不同剂量的壬基酚对大鼠前列腺组织细胞凋亡影响,并从凋亡基因(caspase-3、caspase-8、caspase-9)mRNA的表达角度进行机制探讨。结果报告如下。 1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器

壬基酚(纯度99.9%,美国Sigma公司);橄榄油(上海国药集团化学试剂有限公司)。焦磷酸二乙酯(上海晶美生物工程有限公司),引物序列及目标片段,β-actin:上游:5′-CGTTGACATCCGTAAAGA-3′,下游:5′-AGCCACCAATCCACACAG-3′,173 bp;Caspase-3:上游:5′-GAGACAGACAGTGGAACTGACGATG-3′,下游:5′-GGCGCAAAGTGACTGGATGA-3′,147 bp;caspase-8:上游:5′-TCAGCAACATGCGGGACAG-3′,下游:5′-TGAAGCAGTCTTTGCCCTTGTG-3′,171 bp;Caspase-9:上游:5′-CTGAGCCAGATGCTGTCCCATA-3′,下游:5′-CCAAGGTCTCGATGTACCAGGAA-3′,168 bp;引物设计与合成、PrimeScriptTM RT Reagent、SYBR Premix Ex Taq试剂盒(大连宝生物工程有限公司);Tunel试剂盒(南京建成生物有限公司)。OLYMPUS-BioReporter图像拍摄系统和Image-Pro Plus 5.0图像分析软件(日本Olympus公司);Hu-12A 型透射电子显微镜(日本日立公司);7500型PCR仪(美国ABI公司)。 1.2 实验动物

健康清洁级Wistar雄性大鼠(上海实验动物研究中心)50只,体重135~154 g,许可证号:SCXK(沪)2007-0005。大鼠经过1周适应性喂养,随机分为5组,每组10只,即对照组(橄榄油)及12.5、25、50、100 mg/kg壬基酚染毒组,采用皮下注射途径染毒,注射体积为1 mL/kg,连续染毒30 d。染毒期间,观察大鼠一般情况,包括外观,反应,食欲,活动等情况,并每天称重记录。染毒结束后,采集大鼠前列腺前叶组织待测。 1.3 指标与方法 1.3.1 Tunel法检测细胞凋亡

大鼠前列腺前叶组织常规固定包埋后,按试剂盒说明进行操作,用图像拍摄系统与图像分析软件计算前列腺组织细胞凋亡数,苏木素伊红(hematoxylin eosin,HE)染色计算前列腺中同一视野的细胞总数目,两者比值为凋亡率。 1.3.2 Caspase-3、caspase-8、caspase-9基因表达检测

采用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time reverse polymerase chain reaction,RT-PCR)法,常规方法提取前列腺前叶组织RNA后,按试剂盒说明进行操作。扩增条件:采用两步法PCR反应程序。第1步94 ℃预变性10 s;第2步PCR反应,94 ℃ 15 s,60 ℃ 34 s,共40个循环。反应结束后,所有反应信息资料备ABI 7500扩增仪收集并储存,结合融解曲线进行分析。 1.4 统计分析

数据采用x±s表示,采用SPSS 13.0软件进行统计分析,多组间比较采用单因素方差分析,多组间两两比较采用SNK(Student-Newman-Keuls)检验。检验水准为α=0.05。 2 结 果 2.1 一般毒性

在整个实验过程中,除100 mg/kg壬基酚染毒组大鼠实验后期活动明显减少、反应较迟钝、进食饮水略减、皮毛质地较差外,其余各组大鼠食欲、活动正常、皮毛光滑。 2.2 壬基酚对大鼠前列腺前叶组织细胞凋亡率影响

对照组及12.5、25、50、100 mg/kg 壬基酚染毒组大鼠前列腺前叶组织细胞凋亡率分别为(12.73±2.19)%、(3.07±1.31)%、(5.21±1.47)%、(6.31±1.29)%、(8.90±0.18)%,与对照组比较,各壬基酚染毒组大鼠前列腺前叶细胞凋亡率均下降(P<0.05);但随着染毒剂量增加,前列腺上皮细胞凋亡率有增加趋势。 2.3 壬基酚对大鼠前列腺前叶组织细胞凋亡病理影响(图 1)

对照组大鼠前列腺上皮腺腔规则,细胞呈单层立方上皮,凋亡阳性细胞数目最多(细胞核蓝黑色为阳性);而各壬基酚染毒组大鼠前列腺上皮细胞肥大,有些表现为复层,腺腔欠规则,阳性细胞数目较少;但随着染毒剂量增加,阳性细胞数有增加趋势。

注:A:对照组;B~E:12.5、25、50、100 mg/kg壬基酚染毒组。 图 1 壬基酚对大鼠前列腺组织细胞凋亡影响(HE染色,×400)
2.4 壬基酚对大鼠凋亡相关基因mRNA表达影响(表 1)

与对照组比较,各壬基酚染毒组caspase-3、caspase-8和caspase-9 mRNA表达均下降,但随着染毒剂量增加,caspase基因家族mRNA表达呈增加趋势。

表 1 壬基酚对大鼠前列腺组织凋亡相关基因mRNA表达影响(x±s,n=10)
3 讨 论

BPH是影响老年男性健康的常见疾病,发病率占老年男性疾病首位。研究表明,50岁男性的发病率>50%,>80岁的男性中>80%会出现组织学BPH[5],但其发病原因至今尚未阐明。细胞凋亡在前列腺增生的发生发展过程中作用已为人们初步认识,并发现了很多相关基因[6],caspase-8与caspase-3在caspase级联反应中分别在起始者与执行者上处于核心地位,是细胞凋亡发生的关键步骤及一切凋亡信号传导的共同通路。作为效应分子的caspase-3的活化主要依靠caspase-9 的激活[7]。本研究结果显示,各壬基酚染毒组大鼠前列腺上皮细胞凋亡率下降,caspase-3、caspase-8和caspase-9 mRNA表达皆低于对照组(P<0.05),提示在较低剂量作用下,壬基酚可引起大鼠前列腺组织细胞凋亡减少,其机制可能与壬基酚减少caspase-8和caspase-9基因表达,而致效应分子caspase-3基因表达下降,最终导致大鼠前列腺细胞凋亡减少有关;本研究结果还显示,随着染毒剂量增加,各壬基酚染毒组大鼠前列腺上皮细胞凋亡率及caspase基因表达皆有增加趋势,这可能与毒物的兴奋效应有关,即低剂量时表现为适当的刺激反应,而高剂量则表现为抑制作用[8],但壬基酚致大鼠前列腺组织细胞凋亡的具体机制尚有待进一步研究。

参考文献
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[2] 马全祥,范雪晖,毛泽善.壬基酚对小鼠免疫功能的影响[J].中国公共卫生,2004,20(2):201-202.
[3] 朱建林,汪家梨,张文昌.壬基酚诱发大鼠前列腺增生及对血清中性激素水平的影响[J].环境与健康杂志,2009,26(2):119-121,F3.
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[6] 刘庆猛,路名芝.良性前列腺增生细胞增殖和凋亡发病机制研究进展[J].江西医学检验,2005,23(2):141-145.
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[8] 王心如.毒理学基础[M].6版.北京:人民卫生出版社,2012:24.