孕期和哺乳期暴露壬基酚對仔鼠肝臟細胞色素P450 2E1 mRNA及蛋白表達的影響*

羅 婭，俞 捷，楊雪峰，楊雪松，楊 靜，許 潔△

(1.遵義醫學院公共衛生學院，貴州遵義 563099；2.遵義醫學院附屬醫院胃腸外科，貴州遵義 563099)

孕期和哺乳期暴露壬基酚對仔鼠肝臟細胞色素P450 2E1 mRNA及蛋白表達的影響*

羅 婭1，俞 捷1，楊雪峰2，楊雪松1，楊 靜1，許 潔1△

(1.遵義醫學院公共衛生學院，貴州遵義 563099；2.遵義醫學院附屬醫院胃腸外科，貴州遵義 563099)

壬基酚；孕期；哺乳期；肝臟；細胞色素P450

壬基酚(nonylphenol，NP)作為環境內分泌干擾物(environmental endocrine disruptors，EEDs)的典型代表之一，主要應用于化學工業，其對環境的污染極為廣泛。NP的化學結構與雌二醇相似，具有擬雌激素作用，可以通過不同途徑進入機體，例如污染的水源、食物或經皮膚吸收，還可以透過胎盤屏障、通過乳汁進入下一代體內，產生毒性作用[1-3]。細胞色素P450(cytochrome P450，CYP450)是肝臟內的主要代謝酶，參與體內激素的合成、降解及外源性化合物的生物轉化，在肝臟第一相反應代謝過程的解毒功能中起關鍵作用。CYP450 2E1(CYP2E1)屬于CYP450基因家族，主要參與激素的調控，其在肝臟中的表達水平與肝臟內自由基和脂質過氧化物的生成有顯著的相關性。本課題組前期研究發現，孕期和哺乳期暴露NP對仔鼠肝臟有脂質過氧化損傷，但其影響機制尚未明確[4]。故本研究采用實時熒光定量反轉錄PCR(RT-PCR)法檢測CYP2E1 mRNA的表達，并利用免疫組織化學技術和蛋白質印跡法(Western blot)檢測CYP2E1蛋白的表達，進一步探討NP對肝臟的氧化損傷機制。

表1 引物序列

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1實驗動物 清潔級成年雌性SD大鼠80只，雄性大鼠40只，體質量185 g左右，購自第三軍醫大學動物中心[動物合格證號：SCXK(渝)2012-0005]。飼養條件：室溫22 ℃，自由飲水、進食，每5天換墊料1次。

1.1.2實驗儀器 R2245型組織石蠟切片機(德國Leica儀器公司)，BX53型熒光顯微鏡(日本Olympus公司)，凝膠成像儀(美國Bio-Rad公司)，RT-PCR儀(美國Bio-Rad公司)，DM 2500型圖像分析系統(德國Leica儀器公司)，恒溫培養箱HPX-9082MBE(上海博訊公司)，手持式勻漿機(上海弗魯克科技發展有限公司)，制冰機(常熟雪科電器有限公司)。

1.1.3實驗試劑 一抗α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA，貨號：GB13044，武漢谷歌生物科技有限公司)，二氨基聯苯胺(DAB)顯色試劑盒(貨號：K5007，丹麥DAKO公司)。CYP2E1和β-actin引物由上海捷瑞生物工程有限公司設計合成(貨號：GENERAY，ID：140929 A25)。CYP2E1一抗(貨號：19937-1-AP，武漢三鷹生物技術有限公司)，NP灌胃試劑(成都西亞試劑有限公司)，玉米油。

1.2方法

1.2.1實驗動物的分組及處理 SD大鼠適應性飼養1周后，將雌鼠和雄鼠以2∶1的比例合籠，發現陰栓的雌鼠定為妊娠0 d，依次收集交配成功的孕鼠。根據孕鼠妊娠日期分層后隨機分為4組，即對照組(未進行NP染毒)和低、中、高劑量染毒組(NP 50、100、200 mg·kg-1·d-1)，共64只受孕成功的母鼠，對照組和各染毒組每組16只，從受孕第6天到出生后21 d灌胃染毒NP。仔鼠出生后第90天，10%水合氯醛麻醉下處死，取血，檢測肝功能指標，取肝臟，分為4個部分：(1)用10%多聚甲醛固定，觀察肝臟病理學變化并進行免疫組織化學分析；(2)放入冰上預冷的Trizol中，測定肝組織CYP2E1 mRNA水平；(3)直接放入冰存管測定肝組織勻漿谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)水平。

1.2.2仔鼠指標觀測 從妊娠0 d開始記錄，稱量孕鼠體質量，每周1次，并觀察孕鼠的一般健康狀況。仔鼠出生后，每周稱體質量，記錄仔鼠的一般生長情況。

1.2.3主要觀察指標及測定方法

1.2.3.1肝功能指標測定 腹主動脈結扎后取血，3 000 r/min離心，分離血清，用全自動生化分析儀進行檢測，具體步驟按丙氨酸氨基轉移酶(ALT)、天冬氨酸氨基轉移酶(AST)檢測說明書操作完成。

1.2.3.2血脂檢測 采用全自動生化分析儀檢測血清三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平，檢測方法為免疫比濁法，按試劑盒說明書操作完成。

1.2.3.3肝臟形態學檢查 取各組仔鼠肝臟相同部位以10%多聚甲醛固定，石蠟包埋，切片，行蘇木精-伊紅(HE)染色，光鏡下觀察肝臟的病理變化。

1.2.3.4肝臟SOD、GSH-PX活性及MDA水平測定 冰上制作肝臟勻漿，按試劑盒方法測定。

1.2.3.5免疫組織化學法 仔鼠肝組織用磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌5次，除去多聚甲醛，透明、石蠟包埋、切片，行抗原修復，孵育，PBS洗4次，阻斷內源性過氧化物酶，血清封閉，滴加一抗、二抗，DAB顯色，復染細胞核，梯度乙醇脫水、樹膠封片，最后顯微鏡鏡檢，進行圖像采集分析。

1.2.3.6RT-PCR法檢測CYP2E1 mRNA表達 用Trizol-酚-氯仿一步法提取肝組織總RNA，測定RNA總純度：260 nm與280 nm處吸光度值比值(A260/A280)在1.8～2.0之間，表明純度滿足分子生物學實驗要求。反轉錄條件：37 ℃ 15 min，85 ℃ 5 s，反轉錄的cDNA 4 ℃保存。引物設計及合成由上海捷瑞生物工程限公司完成，以β-actin作為內參。循環條件：95 ℃ 2 min變性，95 ℃ 45 s，55 ℃ 45 s，72 ℃ 30 s擴增35個循環，72 ℃ 10 min延伸。收集熒光信號，進行標準化轉換得到各樣品的拷貝數(Ct值)，以Ct值的均數反映目的基因的表達，引物序列見表1。

1.2.3.7Western blot檢測CYP2E1蛋白的表達 提取蛋白并用二喹啉甲酸(BCA)法測定蛋白水平，采用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)，轉膜，免疫反應，稀釋一抗[TBST溶解的5%脫脂牛奶，磷酸化蛋白使用TBST溶解的5%牛血清清蛋白(BSA)]，4 ℃孵育過夜，二抗用TBST稀釋3 000倍，室溫下孵育30 min，洗滌，采用電化學發光(ECL)法曝光、顯影，凝膠成像儀掃描，Alpha軟件處理系統分析目標帶的灰度值，以甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)表達水平作為內參照。

2 結 果

2.1肝功能指標變化 各染毒組仔鼠血清ALT、AST水平及AST/ALT比值均升高，且隨染毒劑量的增加呈上升趨勢，與對照組比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 各組肝功指標比較

*：P<0.05，對照組比較

2.2大鼠血脂變化 各染毒組仔鼠血清TG、TC、LDL-C水平均高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)；而血清HDL-C水平與對照組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，見表3。

表3 各組血脂水平比較

*：P<0.05，與對照組比較

2.3大鼠肝臟病理變化 肝組織切片鏡下顯示：對照組仔鼠肝組織結構正常，低劑量染毒組仔鼠肝竇輕度擴張，中劑量染毒組仔鼠肝臟輕度炎性細胞灶性浸潤和少量小脂滴，高劑量染毒組仔鼠肝臟中度炎性細胞灶性浸潤和大量脂滴，見圖1。

A：對照組；B：低劑量染毒組；C：中劑量染毒組；D：高劑量染毒組

圖1各組仔鼠肝組織HE染色(×200)

2.4大鼠肝組織SOD、GSH-PX活性及MDA水平 各染毒組大鼠肝組織勻漿中SOD、GSH-PX活性明顯低于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)；中、高劑量染毒組MDA水平高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)，見表4。

表4 各組肝組織SOD、GSH-PX活力及MDA水平比較

*：P<0.05，與對照組比較

2.5仔鼠肝臟CYP2E1 mRNA表達 RT-PCR法檢測結果顯示：低劑量染毒組肝臟CYP2E1 mRNA表達水平與對照組比較，差異無統計學意義(P>0.05)，中、高劑量染毒組與對照組比較，CYP2E1 mRNA表達水平均增加(P<0.05)，見表5。

2.6仔鼠肝臟CYP2E1蛋白表達 肝臟組織細胞質內黃色顆粒為CYP2E1陽性表達。各染毒組與對照組比較，肝組織中央靜脈周圍均有CYP2E1沉積，見圖2；各染毒組A值與對照組比較均增加(P<0.05)，見表5。Western blot檢測結果顯示：中、高劑量染毒組CYP2E1蛋白表達水平較對照組高，見圖3；灰度值見表5。

表5 各組肝組織CYP2E1 mRNA相對表達水平、灰度值及A值(n=5)

*：P<0.05，與對照組比較

A：對照組；B：低劑量染毒組；C：中劑量染毒組；D：高劑量染毒組

圖2免疫組織化學法檢測各組仔鼠肝臟CYP2E1表達(×200)

C：對照組；L：低劑量染毒組；M：中劑量染毒組；H：高劑量染毒組

圖3 Western blot檢測各組仔鼠CYP2E1蛋白表達

3 討 論

肝臟作為人體的重要組織器官，參與機體的代謝、解毒、排泄、凝血、合成血脂等多種生理功能。AST和ALT是肝臟損傷診斷中重要的檢測指標，肝臟損傷嚴重與否在很大程度上決定了血脂水平和載脂蛋白水平[5]。本研究中，各染毒組仔鼠血清ALT、AST水平及AST/ALT比值與對照組比較均升高；病理結果顯示染毒組肝臟較多炎性細胞浸潤，中、高劑量染毒組有大小不一的脂滴存在；血脂檢測結果顯示各染毒組血清TG、TC和LDL-C水平高于對照組。說明NP透過胎盤屏障或者通過乳汁進入到仔鼠體內，并在肝臟中蓄積，推測孕期和哺乳期暴露NP可能是導致仔鼠肝臟血清酶升高和血脂異常的原因之一。

SOD是生物體內重要的抗氧化酶，也稱為自由基清除劑，它可以對抗、阻斷自由基對各種細胞的損傷，及時修復受損細胞。而GSH-PX為生物體內廣泛存在的重要的過氧化物分解酶，可以使由活性氧和羥基誘發的脂質過氧化物還原成無毒的羥基化合物，從而保護細胞膜結構及其功能的完整性。因此，SOD和GSH-PX構成了生物體內的抗氧化防御系統[6]。MDA是大量高活性自由基作用于脂質，發生過氧化反應而生成的過氧化終產物，可引起大蛋白質、核酸等大分子交聯聚合，產生細胞毒性，MDA水平反映了體內脂質過氧化損傷程度[7-8]。本實驗結果顯示，抗氧化指標SOD和GSH-PX活性降低，氧化終產物MDA水平增加，提示仔鼠肝細胞內SOD、GSH-PX消耗增加，活性降低，導致氧化應激，與本課題組前期研究結果相同，也與本次病理切片顯示的結果一致：對照組肝臟組織結構正常，低劑量染毒組仔鼠肝竇輕度擴張，中劑量染毒組仔鼠肝臟輕度炎性細胞灶性浸潤，高劑量染毒組仔鼠肝臟中度炎性細胞灶性浸潤，并有脂滴存在，說明染毒組仔鼠肝臟發生了脂質代謝紊亂和炎性損傷。

CYP450在肝臟中最豐富，參與廣泛的內外源性化合物的合成代謝，可被多種內外源化合物誘導和抑制，從而影響其對特異性底物的催化作用[9]。目前人類確定的CYP450 同工酶有20多種，CYP2E1是最主要的同工酶，在肝臟中占肝細胞色素酶總量的7%，參與許多低分子有機化合物及藥物的體內代謝，并能催化多種前致癌物和前毒物的活化過程[10-11]。CYP2E1可引起許多毒物的代謝和激活，催化產生活性氧(ROS)，如超氧陰離子基團和過氧化氫等，與氧化應激關系密切[12]。由氧化應激產生的過多的ROS會增強脂質過氧化程度，從而損傷細胞生物膜功能，并通過協同細胞因子及肝細胞凋亡使肝細胞產生炎癥、壞死，肝纖維化加重。根據文獻報道，肝細胞內CYP2E1表達增加是ROS產生的主要原因[13-14]。

綜上所述，母鼠孕期和哺乳期暴露NP，其仔鼠肝臟過氧化損傷程度隨染毒劑量增加而加重，且中、高劑量染毒組CYP2E1 mRNA和蛋白表達較對照組明顯上調，說明CYP2E1參與了肝臟脂質過氧化損傷，其上調可能會進一步加劇肝臟脂質代謝紊亂。

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[14]Jubendradass R，D′Cruz SC，Mathur PP．Short-term exposure to nonylphenol induces pancreatic oxidative stress and alters liver glucose metabolism in adult female rats[J]．J Biochem Mol Toxicol，2011，25(2)：77-83.

EffectsofnonyphenolexposureduringpregnantandlactationperiodonexpressionsofCYP2E1mRNAandproteinofhepatictissuesinoffspringrats*

LuoYa1，YuJie1，YangXuefeng2，YangXuesong1，YangJing1，XuJie1△

(1.SchoolofPublicHealth,ZunyiMedicalUniversity,Zunyi,Guizhou563099,China；2.DepartmentofGastrointestinalSurgery,AffiliatedHospitalofZunyiMedicalUniversity,Zunyi,Guizhou563099,China)

[Abstract]ObjectiveTo investigate the effects of nonyphenol (NP)exposure during pregnant and lactation period on expression of cytochrome P450 2E1 (CYP2E1) mRNA and protein of hepatic tissues in offspring rats.MethodsPregnant rats were assigned to four groups:the exposure groups received gavage with NP at dose levels of 50 mg·kg-1·d-1(low dose group),100 mg·kg-1·d-1(medium dose group),200 mg·kg-1·d-1(high dose group) and the control group was treated with corn oil alone,NP exposure time was limited from gestational day 6 to postnatal day 21.The newborn rats were sacrificed at 90 days after birth,followed by blood collection and serum separation.Then,serum biochemical indicators of liver function and lipid levels were detected.Glutathione peroxidase (GSH-PX),superoxide dismutase (SOD) activities,malondialdehyde (MDA) level and CYP2E1 mRNA and protein levels were determined in hepatic tissues.Pathologic changes in hepatic tissues were observed with HE staining.ResultsCompared with the control group,the aspartate aminotransferase (ALT),alanine aminotransferase (AST) levels and AST/ALT ratio of offspring rats in exposure groups were increased in a dose-dependent manner (P<0.05),as well as serum TG,TC and LDL-C levels were increased (P<0.05).The liver tissue structure of the control group was normal.The hepatic sinus of the medium dose group was showed mild expansion and inflammatory cellular infiltration.Otherwise,the liver of high dose group had a large amount of lipid droplets.Compared with the control group,SOD and GSH-PX activities were obviously decreased,while MDA level was significantly decreased in each exposure group (P<0.05).CYP2E1 mRNA and protein expression levels of medium and high dose groups were higher than those in the control group (P<0.05).ConclusionExposure to NP during gestation and lactation period can induce lipid metabolism disorders and inflammatory lesions in hepatic tissues of offspring rats,and it maybe associated with up-regulation of CYP2E1 expression.

nonylphenol；gestation period；suckling period；liver；cytochrome P450

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.29.002

國家自然科學基金資助項目(81360439，81560527)；貴州省科技廳基金資助項目(黔科合LH字[2014]7543，[2015]7521號，黔科合J字[2014]2177號，[2014]2185號)；貴州省優秀青年科技人才([2017]5612)；貴州省衛生計生委科學技術基金 (gzwjkj2016-1-045，gzwjkj2017-1-053)；遵義醫學院碩士科研啟動基金資助項目(F-835)；遵義醫學院重點學科建設經費基金資助項目(2015)。

羅婭(1983-)，高級實驗師，碩士，主要從事預防醫學與衛生學研究。△

，E-mail:xujie60@sina.com。

目的探討孕期和哺乳期暴露壬基酚(NP)對仔鼠肝臟細胞色素P450 2E1(CYP2E1)mRNA和蛋白表達的影響。方法將孕鼠分為低、中、高劑量染毒組(分別給予50、100、200 mg·kg-1·d-1NP染毒)和對照組，孕鼠受孕第6天到仔鼠出生21 d灌胃染毒NP。仔鼠出生90 d后處死，檢測血清肝功能指標及血脂水平，觀察肝臟病理學變化，測定肝組織谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)水平，檢測CYP2E1 mRNA和蛋白表達水平。結果與對照組比較，各染毒組仔鼠血清丙氨酸氨基轉移酶(ALT)、天冬氨酸氨基轉移酶(AST)水平及AST/ALT比值均升高(P<0.05)，且隨染毒劑量的增加呈上升趨勢；血清三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)及低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平均較對照組升高(P<0.05)。對照組仔鼠肝組織結構正常，低劑量染毒組仔鼠肝臟肝竇輕度擴張，中劑量染毒組仔鼠肝臟有輕度炎性細胞灶性浸潤，高劑量染毒組仔鼠肝臟有大量脂滴存在。各染毒組仔鼠肝組織SOD、GSH-PX活性明顯低于對照組(P<0.05)，MDA水平明顯高于對照組(P<0.05)。中、高劑量染毒組與對照組比較CYP2E1 mRNA和蛋白表達水平均升高(P<0.05)。結論孕期和哺乳期暴露NP，可致仔鼠肝臟脂質代謝紊亂及炎性損傷，可能與肝臟CYP2E1表達上調有關。

R114

A

1671-8348(2017)29-4036-04

2017-03-21

2017-06-19)