低剂量PFOS暴露干扰睾丸类固醇激素合成的分子机制研究.pdf

中国环境科学 2023,43(8)：43264333 China Environmental Science 陈海滨,华炜桢,黄清育.低剂量 PFOS 暴露干扰睾丸类固醇激素合成的分子机制研究 J.中国环境科学,2023,43(8):4326-4333.Chen H B,Hua W Z,Huang Q Y.Study of the molecular mechanism of low-dose PFOS exposure-induced testicular steroidogenesis disturbance J.China Environmental Science,2023,43(8):4326-4333.低剂量 PFOS 暴露干扰睾丸类固醇激素合成的分子机制研究 陈海滨1,华炜桢2,3,黄清育2*(1.厦门市食品药品质量检验研究院,福建 厦门 361012；2.中国科学院城市环境研究所,城市环境与健康重点实验室,福建 厦门 361021；3.福建医科大学公共卫生学院卫生检验与检疫学系,福建 福州 350122)摘要：利用蛋白质组学技术分析了 0.015,0.15,1.5mg/kg 的 PFOS 暴露 2 个月后,大鼠睾丸蛋白质组的差异表达谱.结果显示,PFOS 暴露后大鼠血清中孕酮和睾酮的水平均显著上升,并且睾丸组织中56种蛋白质的表达水平发生了显著改变.其中,有10种差异表达蛋白与脂肪酸代谢及睾丸类固醇激素合成密切相关(9 种蛋白表达上调,1 种表达下调).大部分脂肪酸代谢相关蛋白与睾丸类固醇激素合成相关蛋白在统计学和生物学上均具有显著的相关性.低剂量 PFOS 暴露可通过加速睾丸中的脂肪酸代谢及类固醇激素合成进程,促进孕酮和睾酮等类固醇激素的合成与分泌,提示普通环境 PFOS 暴露的男性生殖健康风险.关键词：全氟辛烷磺酸；低剂量暴露；蛋白质组学；睾丸类固醇激素合成；脂肪酸代谢 中图分类号：X503 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2023)08-4326-08 Study of the molecular mechanism of low-dose PFOS exposure-induced testicular steroidogenesis disturbance.CHEN Hai-bin1,HUA Wei-zhen2,3,HUANG Qing-yu2*(1.Xiamen Institute for Food and Drug Control,Xiamen 361012,China；2.Key Laboratory of Urban Environment and Health,Institute of Urban Environment,Chinese Academy of Sciences,Xiamen 361021,China；3.Department of Health Inspection and Quarantine,School of Public Health,Fujian Medical University,Fuzhou 350122,China).China Environmental Science,2023,43(8)：43264333 Abstract：Proteomic technique was employed to analyze the differential expression profile of rat testicular proteome after exposure to 0.015,0.15 and 1.5mg/kg of PFOS for two months.The results showed that the progesterone and testosterone levels in rat serum were significantly increased,and the expressions of 56 proteins in testis tissue were significantly altered after PFOS exposure.Among them,10 differentially expressed proteins(DEPs)were closely related to fatty acid metabolism and testicular steroidogenesis(9proteins were up-regulated and 1was down-regulated).In addition,most fatty acid metabolism-related DEPs were statistically and biologically correlated with steroidogenesis-related DEPs.These results indicate that low-dose PFOS can accelerate fatty acid metabolism and steroidogenic process in rat testis,ultimately stimulating the synthesis of steroid hormones,progesterone and testosterone.This study can provide new clues to the toxicological mechanism of testicular steroidogenesis disturbance induced by low-dose PFOS exposure,and implicate the male reproductive health risk of humans environmentally exposed to PFOS.Key words：perfluorooctune sulfonate(PFOS)；low-dose exposure；proteomics；testicular steroidogenesis；fatty acid metabolism 全氟烷基化合物(PFASs)是一类具有强碳-氟键结合作用的人造化合物1.全氟辛烷磺酸(PFOS)是一种典型的 PFASs,被广泛应用于表面活性剂、润滑剂、油漆、抛光剂、纸张和纺织品涂料、食品包装和阻燃泡沫等相关产业2.由于其大量使用且在自然条件下难以降解,在空气、水、沉积物、动植物中均已检测出了 PFOS,并将其归类为新兴持久性有机污染物(POPs)3-8.PFOS 在生物体中不易降解,因而可在体内不断蓄积9,从而导致包括雄性生殖毒性在内的一系列生物毒性10-12.睾丸类固醇激素合成机制是调节男性生殖系统中雄性激素产生与分泌的重要途径,对男性生殖具有极其重要的作用.睾丸间质细胞内的类固醇激素合成通路起始于 StAR 将胆固醇转运至线粒体内膜并在 CYP11A1 的催化下转化为孕烯醇酮,再经由3-HSD、CYP17A1 和 17-HSD 等相关酶的作用合成睾酮等类固醇激素13.因此,通路中类固醇激素合成相关蛋白(或酶)的表达异常往往导致激素的合成与分泌紊乱14.研究表明 PFOS 是一种内分泌干扰物,可干扰雄性生殖内分泌15.已有研究显示,高剂量 收稿日期：2023-01-16 基金项目：国家自然科学基金资助项目(22076179,21677142);福建省自然科学基金资助项目(2022J06033);厦门市青年创新基金资助项目(3502Z20206091)*责任作者,研究员, 8 期 陈海滨等：低剂量 PFOS 暴露干扰睾丸类固醇激素合成的分子机制研究 4327 PFOS 暴露抑制了 Star、Cyp11a1、Cyp17a、Hsd3b1等类固醇激素合成相关基因的表达水平,从而降低睾丸细胞中的睾酮水平16.此外,PFOS 暴露后大鼠睾丸间质细胞中 CYP11A1,CYP17A1 和 17-HSD3表达下调,血清睾酮水平降低17.与此相反,低剂量PFOS 可通过激活睾丸中 StAR、CYP11A1 和3-HSD 的表达,并提高大鼠的类固醇激素(孕酮和睾酮)合成水平15.人群研究也表明宫内 PFOS 暴露会导致新生儿脐带血中的类固醇激素水平升高18.但上述研究仅聚焦 PFOS 通过影响睾丸类固醇激素合成通路而干扰激素合成,PFOS 是否可经由其他机制影响类固醇激素合成与分泌仍鲜有研究.蛋白质是生命活动的直接执行者,其活性或含量的变化可反映机体对于内外环境刺激的生物学响应19.蛋白质组学技术可从整体水平上分析蛋白质的表达信息,因而是发现环境污染物的毒理学机制及新标志物的强有力手段20.目前,虽然有部分研究利用蛋白质组学技术分析了 PFOS 暴露的毒性机制,但大多关注 PFOS 对鳃、肝脏、血细胞及胚胎干细胞蛋白质组的影响,并且多为急性(114d)和高剂量暴露(30300mg/kg)21-24.通过分析睾丸蛋白质组研究低剂量 PFOS 暴露干扰类固醇激素合成的分子机制尚未见报道.本研究通过分析长期低剂量 PFOS 暴露对雄性大鼠血清中类固醇激素水平,及睾丸蛋白质组表达的影响,旨在揭示PFOS干扰雄性生殖内分泌的新机制,从而为环境PFOS暴露的男性生殖健康风险评估与预防策略提供科学依据.1 材料与方法 1.1 仪器与试剂 Eppendrof 5810R 高速离心机(美国 Thermo 公司);Waters nanoACQUITY 超高效液相色谱仪(美国Waters 公司);Q Exactive 质谱仪(美国 Thermo 公司);nanoACQUITY UPLC 2G-VIMTrap C18 色谱柱(5m,20mm180m i.d.,美 国 Waters 公 司);nanoACQUITY UPLC BEH130C18 色谱柱(1.7m,100mm100m i.d,美国 Waters 公司);PFOS(美国Sigma-Aldrich 公司).1.2 动物分组及 PFOS 暴露 40只雄性Wistar大鼠(10周龄)购自厦门大学实验动物中心.实验期间,所有大鼠均在(23 2)的室温和(45%10%)的相对湿度,以及 12/12h 的光/暗循环条件下饲养,并自由摄取食物和饮水.适应性饲养一周后,将其随机分为 4 组(n=10/组).暴露组大鼠通过灌胃给予 0.015,0.15,1.5mg/(kgd)的 PFOS,对照组以玉米油灌胃,连续暴露 60d.数据显示,世界普通人群血清中 PFOS 的平均浓度范围为 1.7 73.2ng/mL(相当于g/kg)25.根据大鼠与人类的剂量转换标准26,本研究中大鼠 PFOS 暴露的低、中剂量(即 15 和 150g/kg),相当于人类的 2.5 和 25g/kg,均处于普通人群的PFOS暴露水平范围内,从而被认为是环境相关剂量.1.5mg/kg 暴露剂量则高于普通人群血清中的PFOS平均浓度,处于职业人群的暴露水平范围内(0.142.44g/mL)25.暴露结束后,处死大鼠,收集血清和睾丸组织,并储存于液氮中.动物实验方案得到中国科学院城市环境研究所伦理审查委员会批准.1.3 血清类固醇激素测定 使用类固醇激素检测试剂盒(德国 Siemens Healthcare 公司),通过放射免疫法测定血清类固醇激素(孕酮和睾酮)水平27-28.大鼠血清在分析前解冻,放射免疫试管中分别加入孕酮、睾酮标准抗原或血清样品,125I 标记抗原、抗体,在 37下分别孵育2.5,1.5,0.5 和 1h.待免疫反应达到平衡后,4离心(3600r/min)20min弃上清,用1470型计数器分别测量各反应管沉淀物的放射性计数(cpm).1.4 睾丸 PFOS 含量分析 取50mg睾丸组织在水中进行匀浆,并在室温下加入内标(PFOS 13C)平衡过夜.之后加入0.5mol/L四丁基硫酸氢铵(TBA)、0.25mol/L Na2CO3和 100%甲基叔丁基醚(MTBE)混合均匀.样品经 3000r/min 离心 15min后,收集上清液.重复上述提取过程两次后,将所有上清液合并、干燥,并使用 50%甲醇重溶后进行液相色谱-质谱(LC-MS/MS)分析27,该方法对于PFOS 的最低检出限为 0.14g/L,定量限为 0.47g/L.使用同样的方法同时对质控样品和标准样品进行分析.1.5 蛋白质组学样品制备 取 100mg 大鼠睾丸组织置于提取缓冲液(50mmol/L Tris,0.1%SDS,10mmol/L HEPES,pH 8.1)中匀浆.在冰上孵育 30min 后,12000g 离心15min 以去除未溶解的组织碎片,再用三氯乙酸/丙4328 中 国 环 境 科 学 43 卷 酮沉淀蛋白提取物,-20保存过夜.12000g 离心30min 后去上清,用裂解缓冲液(6mol/L 尿素,2mol/L硫脲,20mmol/L DTT,30mmol/L Tris,0.1%SDS)重悬蛋白质沉淀.样品经12000g离心30min后收集上清液(即总蛋白),使用 BCA 方法测定蛋白浓度.取 50g 蛋白质样品,分别加入 10mmol/L 二硫苏糖醇和 40mmol/L 碘乙酰胺进行还原和烷基化.样品按 1:50(w/w)添加胰酶,并于 37空气浴中酶解过夜.酶解得到的多肽样品经 C18ZipTips 脱盐后进行nano-LC/MS/MS 分析.1.6 nano-LC/MS/MS 分析 利用 Waters nanoACQUITY UPLC 串联 Q Exactive 质谱仪进行蛋白质组分析.色谱条件:流动相为A:98%乙腈(含0.1%甲酸);B:2%乙腈(含0.1%甲酸).洗脱程序为:0min,3%A;25min,8%A;135min,35%A;145min,65%A;180min,100%A.流速为0.3L/min,进样量为 5L.质谱条件:电喷雾离子源(ESI),Full MS 分辨率为70000,扫描范围为 3501800m/z.AGC(automatic gain control)target设置为1106,允许最大进样时间为50ms,并选择强度最高的 15 个肽段进一步碎片化.MS/MS分辨率为 17500,AGC target 为 1105,最大进样时间为100ms.前体选择的荷质比窗口设为 2.0m/z.高能碰撞诱导解离碎片化的碰撞能量设为 28%.1.7 蛋白质组学数据分析 将 LC-MS/MS 数 据 导 入 MaxQuant 软 件(http:/maxquant.org/,version 1.5.7.0)进行蛋白质鉴定和定量分析.使用 Uniprot-SwissProt 大鼠蛋白数据库进行蛋白质鉴定.MaxQuant参数设置如下:固定修 饰 为carbamidomethylation(C),可 变 修 饰 为oxidation(M)和 acetylation(N 端).肽段修饰的最大数量设置为 5.胰蛋白酶(P)酶切,漏切最大数量为 2.肽段和蛋白质的错误发现率(FDR)设置为 0.01.使用LFQ(Label-free quantification)算法进行蛋白定量.利用String数据库(https:/cn.string-db.org/)分析蛋白之间的相互作用.1.8 统计学分析 利用 SPSS 软件(22.0 版本)对数据进行统计学分析.使用单因素方差分析(ANOVA)和 LSD 检验计算组间差异的显著性;利用 Pearson 相关分析蛋白之间的相关性;P0.05 为差异有统计学意义.2 结果与分析 2.1 PFOS 在大鼠睾丸组织中的蓄积 采用液相色谱-质谱联用技术测定大鼠睾丸组织中的 PFOS 浓度.结果显示,随着暴露剂量的升高,大鼠睾丸中 PFOS 的浓度分别为 0.03,0.74,2.48,5.65g/g(图 1).与对照组相比,PFOS 暴露后睾丸中PFOS 含量显著升高,并呈良好的剂量效应关系.该结果表明,长期低剂量暴露后,PFOS 可在睾丸组织内蓄积,从而可能损害大鼠睾丸功能,为后续研究PFOS 的雄性生殖毒性提供了可靠的依据.图 1 暴露后大鼠睾丸组织中的 PFOS 浓度 Fig.1 PFOS concentrations in rat testis after exposure*P0.01(与对照组比较)2.2 PFOS暴露提高大鼠血清中的类固醇激素水平 图 2 PFOS 暴露对大鼠血清中孕酮和睾酮水平的影响 Fig.2 Effects of PFOS exposure on progesterone and testosterone levels in rat serum*P0.05,*P0.01(与对照组比较)为分析 PFOS 暴露对类固醇激素合成的影响,检8 期 陈海滨等：低剂量 PFOS 暴露干扰睾丸类固醇激素合成的分子机制研究 4329 测 了 大 鼠 血 清 中 孕 酮(Progesterone)和 睾 酮(Testosterone)的水平.结果显示在不同浓度 PFOS 暴露后,大鼠血清中的类固醇激素水平与对照组相比均显著升高.随着暴露剂量的增大,孕酮浓度分别为 10.91,18.73,16.16,17.88nmol/L,睾酮浓度分别为 9.11,33.82,24.04,14.07nmol/L(图 2).该结果表明,低剂量 PFOS 暴露促进了大鼠睾丸类固醇激素的合成与分泌.2.3 PFOS 暴露影响大鼠睾丸蛋白质组的表达 采用非标记定量蛋白质组学技术分析 PFOS 暴露后,大鼠睾丸中蛋白质组的表达变化.MaxQuant 软件分析总共鉴定出 2304 种蛋白质,其中 1205 种蛋白质在所有样品中得到定量.分析这些蛋白质在各组中的相对表达量,与对照组相比,大部分蛋白质的表达水平在 PFOS 暴露后并未发生明显变化,仅有56 种蛋白质的表达水平发生显著改变(在最高剂量组的变化倍数1.2,P0.05),其中37种表达上调,19种表达下调图3(a).利用生物信息学分析这些蛋白质涉及的生物学过程、分子功能及细胞定位.结果显示,这些差异蛋白质主要与代谢过程、脂肪酸代谢及氧化还原过程有关图 3(b);其分子功能则主要与氧化还原酶活性和分解代谢酶活性有关图 3(c);细胞定位方面,这些蛋白质主要分布在线粒体、细胞质和蛋白酶体复合物等图3(d).该结果表明低剂量PFOS暴露可影响大鼠睾丸中的蛋白质表达,从而干扰脂肪酸代谢过程.图 3 蛋白质差异表达火山图及生物学过程、分子功能、细胞定位分析 Fig.3 Volcano plot showing the differential protein expression and analysis of biological process,molecular function and cellular component 2.4 PFOS暴露促进大鼠睾丸中的脂肪酸代谢和类固醇激素合成 为了进一步探究 PFOS 暴露后大鼠睾丸蛋白质组的差异表达在类固醇激素合成紊乱中的作用,根据这些差异蛋白的生物学功能,最终在 56 种差异蛋白中共筛选出了 10种与脂肪酸代谢及睾丸类固醇激素合成 相 关的 蛋 白 质.其 中 GSTP1、PTGR1、GNPAT 和 CYB5R1 仅在最高剂量组中表达上调,ACSBG2 和 ACAT2 则在 0.15 和 1.5mg/kg暴露组中均上调,FDXR、HSDL2 和 CYP1B1 在 3组中均表达上升,仅有 GPX4 表达下调(表 1).此外,分析这些差异蛋白之间的相关性,发现多种脂肪酸代谢相关的蛋白(ACSBG2、GSTP1、PTGR1、GNPAT、GPX4)和参与睾丸类固醇激素合成的蛋白(CYB5R1、HSDL2、CYP1B1、ACAT2)在统计学上具有显著的相关性(表2).利用String数据库分析这 10 种差异蛋白涉及的相互作用网络,发现大部分蛋白之间均具有生物学上的相互作用(图 5),并且该网络主要与脂质、脂肪酸及类固醇激素合成等生物学过程有关.其中,ACSBG2 与 ACAT2、GSTP1 与 CYP1B1、GNPAT 与 HSDL2 在统计学和生物学上均有显著的关联.以上结果表明脂肪酸代谢和类固醇激素合成之间的密切联系,且低剂量PFOS 暴露可能通过调节这些蛋白质的表达,影响4330 中 国 环 境 科 学 43 卷 大鼠睾丸中的脂肪酸代谢及类固醇激素合成过程,最终干扰激素合成水平.表 1 PFOS 暴露后大鼠睾丸中与脂肪酸代谢和类固醇激素合成相关的差异蛋白质 Table 1 Differential proteins involved in fatty acid metabolism and steroidogenesis in rat testis exposed to PFOS 变化倍数(暴露组/对照组)蛋白质 ID 蛋白质名称 基因名称 变化趋势 0.015mg/kg 0.15mg/kg 1.5mg/kg A1L1K7 长链脂肪酸辅酶 A 连接酶 Acsbg2 1.04 1.25*1.32*P04906 谷胱甘肽 S-转移酶 P Gstp1 1.12 1.14 1.21*P97584 前列腺素还原酶 1 Ptgr1 1.13 0.89 1.25*Q9ES71 二羟丙酮磷酸酰基转移酶 Gnpat 1.06 1.32 1.77*P36970 磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶 Gpx4 0.81*0.88*0.75*Q5EB81 NADH 细胞色素 b5 还原酶 1 Cyb5r1 1.16 0.94 1.26*P56522 还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 Fdxr 1.30*1.34*1.26*Q4V8F9 羟基类固醇脱氢酶样蛋白 2 Hsdl2 1.25*1.22*1.28*Q64678 细胞色素 P450 1B1 Cyp1b1 1.24*1.31*1.27*Q5XI22 乙酰辅酶 a 乙酰转移酶 Acat2 1.04 1.43*1.38*注:*P0.05,*P0.01(与对照组比较).表 2 脂肪酸代谢和睾丸类固醇激素合成相关差异蛋白的相关性 Table 2 Correlations between fatty acid metabolism-and testicular steroidogenesis-related differential proteins 脂肪酸代谢相关蛋白 类固醇激素合成相关蛋白 ACSBG2 GSTP1 PTGR1 GNPAT GPX4 CYB5R1 0.17 0.24 0.61*0.42-0.62*FDXR 0.23 0.48 0.01 0.50-0.43 HSDL2 0.45 0.62*0.36 0.65*-0.69*CYP1B1 0.59*0.90*0.13 0.32-0.39 ACAT2 0.76*0.44-0.20 0.72*-0.34 注:*P0.05,*P0.01.图 4 脂肪酸代谢和睾丸类固醇激素合成相关蛋白质的相互作用网络 Fig.4 Interaction network of PFOS-regulated proteins involved in fatty acid metabolism and testicular steroidogenesis 六边形节点表示表达上调的蛋白;正方形节点表示表达下调的蛋白;圆形节点表示未在本研究中检测到的蛋白 3 讨论 睾丸间质细胞中的类固醇激素合成对睾丸发育、精子发生和男性生育能力具有极为重要的作用 29.多数研究表明,暴露于高浓度 PFOS 会降低类固醇激素合成相关基因的表达水平,从而抑制类固醇激素合成16,30-31.然而,也有少量研究发现低剂量PFOS 对类固醇激素合成表现出促进作用,但其内在机制仍不明确15,32.大多数内分泌干扰物具有毒物兴奋效应,即在低剂量下呈现激活效应,而在高剂量时表现为抑制作用33-34.研究表明PFOS作为一种环境内分泌干扰物,同样具有毒物兴奋效应35.本文发现 PFOS 暴露后,大鼠血清中类固醇激素(孕酮、睾酮)的含量显著上升,这可能反映了低剂量 PFOS 对类固醇激素合成的促进效应15.为进一步研究PFOS促进类固醇激素合成的分子机制,本文利用非靶向蛋白质组学技术分析了暴露后大鼠睾丸蛋白质组的表达差异,并筛选出 10 种脂肪酸代谢及类固醇激素合成相关的差异蛋白.脂质和脂肪酸代谢是类固醇生成的关键参与者,可为类固醇激素合成提供底物14.类固醇激素合成细胞(如睾丸间质细胞)通过从胞外获取或自身合成胆固醇作为睾酮合成的原料36.磷脂代谢还可作为第二信使影响类固醇激素合成37.脂肪酸-氧化为类固醇激素合成提供能量38,而能量代谢异常则影响类固醇激素合成39.本文发现 PFOS 暴露后大鼠睾丸中多种与脂质和脂肪酸代谢有关的蛋白质表达水平发生了显著变化.ACSBG2 是一种长链脂肪酸辅酶连接酶,具有催化脂肪酸(包括长链和超长8 期 陈海滨等：低剂量 PFOS 暴露干扰睾丸类固醇激素合成的分子机制研究 4331 链脂肪酸)转化为其活性形式的酰基辅酶 A 并激活多种饱和、单饱和及多不饱和脂肪酸的功能,并且其在 睾 丸 组 织 中 高 表 达40.有 研 究 发 现 过 表 达ACSBG2 的细胞激活油酸和亚油酸的能力增强41,而油酸可通过影响 Leydig 细胞的胆固醇利用率和内源性浓度干扰类固醇激素的合成42.GSTP1 和PTGR1 分别为谷胱甘肽 S-转移酶和前列腺素还原酶,它们都可以通过催化前列腺素的合成参与脂肪酸代谢.前列腺素可通过刺激黄体细胞内 3-HSD和StAR的表达促进类固醇激素合成43.GSTP1主要参与前列腺素 A2 和前列腺素 J2 的谷胱甘肽缀合物的形成44,PTGR1则主要参与类花生酸的代谢45.研究发现,激活肝细胞内 PTGR1 的表达减少了肝脏中甘油三酯的积累46.GNPAT 是一种磷酸二羟基丙酮酰基转移酶,该酶对于乙醚磷脂的合成至关重要.近年有研究显示在产前暴露于双酚 A 后,子代大鼠肝脏中 GNPAT 的表达明显降低,这与其体内总脂肪水平的下降有关47.GPX4 是一种磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶,其可以通过催化氢过氧多不饱和脂肪酸和谷胱甘肽生成羟基多不饱和脂肪酸和谷胱甘肽二硫化物从而影响脂肪酸的代谢48,并可诱导氧化应激影响睾丸间质细胞的活性49.在本研究中,低剂量 PFOS 暴露后的大鼠睾丸中 ACSBG2、GNPAT、GSTP1 和 PTGR1 均表达上调,仅 GPX4 表达下调,表明尽管 GPX4 下降会抑制脂肪酸代谢,但其余 4 种蛋白的上升最终促进了脂肪酸的代谢,从而可能加速睾丸类固醇激素合成过程.本研究还发现,几种与类固醇激素合成过程相关的蛋白质在PFOS暴露后均表达上调.CYB5R1主要辅助CYP17A1将孕烯醇酮转化成16A或SS型50.最近的研究表明,在阉割后的猪睾丸中 CYB5R1 含量明显下降,并导致游离雄烯酮(Androstenone)的水平降低51.睾丸类固醇激素合成始于胆固醇从胞质转运至线粒体,而该过程需要的能量由 ATP 与NADPH反应提供.NADPH作为所有线粒体P450系统中的第一电子转移蛋白,参与了包括所有类固醇激素合成组织中的胆固醇侧链裂解,肾上腺皮质中的类固醇11-羟基化52.HSDL2为羟基类固醇脱氢酶,可通过催化类固醇的氧化参与类固醇激素的生物合成过程.CYP1B1 是一种细胞色素 P450 单加氧酶,参与包括脂肪酸、类固醇激素等各种内源性底物的代谢53.研究发现,3-甲基胆蒽、苯并a芘和磺酸盐暴露后,CYP1B1 均表达下调,从而降低了类固醇激素的合成水平54.ACAT2 是胆固醇酰基转移酶(ACAT)中的一种,其在睾丸中会受到胆固醇的刺激将胆固醇酯化并影响胆固醇代谢及类固醇激素合成55-56.有研究发现肝脏中 ACAT2 的表达水平上调引起了血清及肝脏中胆固醇含量的升高,这可能有利于类固醇激素的合成57.据此,本文认为低剂量PFOS 暴露后大鼠睾丸中 CYP1B1、CYB5R1、ACAT2、HSDL2 和 NADPH 的表达上调,可能加速类固醇激素合成进程,从而导致血清中孕酮和睾酮含量升高.通过相关性分析,本文还发现脂肪酸代谢相关蛋白和类固醇激素合成相关蛋白之间无论在统计学上还是生物学功能上均存在显著的关联.因此,PFOS 暴露诱导的脂肪酸代谢相关蛋白表达改变可能进一步刺激了睾丸类固醇激素合成相关蛋白的表达.综上,本文认为低剂量 PFOS 可通过上调相关蛋白表达增强大鼠睾丸的脂肪酸代谢,从而为类固醇激素合成提供充足的底物和能量,并激活激素合成相关蛋白的表达,最终促进睾丸类固醇激素的生物合成.有研究表明,宫内 PFOS 暴露也会干扰子代雄性小鼠睾丸内的脂肪酸代谢并影响睾酮的合成水平58.4 结论 4.1 长期低剂量 PFOS 暴露后大鼠睾丸中一系列与脂肪酸代谢及类固醇激素合成有关的蛋白质表达水平均发生显著改变.4.2 PFOS 可通过增强睾丸中的脂肪酸代谢,并加速类固醇激素合成进程,从而提高血清中孕酮和睾酮的水平.参考文献：1 Boyles A L,Blain R B,Rochester J R,et al.Systematic review of community health impacts of mountaintop removal mining J.Environment International,2017,107:163-172.2 Paul A G,Jones K C,Sweetman A J.A first global production,emission,and environmental inventory for perfluorooctane sulfonate J.Environmental Science&Technology,2009,43(2):386-392.3 Raj Shivakoti B,Tanaka S,Fujii S,et al.Perfluorinated compounds(PFCs)in Yodo River system,Japan J.Water Science and Technology:a Journal of the International Association on Water 4332 中 国 环 境 科 学 43 卷 Pollution Research,2011,63(1):115-123.4 Arrieta-Cortes R,Farias P,Hoyo-Vadillo C,et al.Carcinogenic risk of emerging persistent organic pollutant perfluorooctane sulfonate(PFOS):a proposal of classification 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