氰戊菊酯通过诱导mPTP开放干扰小鼠睾丸间质细胞睾酮合成的机制

目的探讨氰戊菊酯(Fen)干扰小鼠睾丸间质细胞(TM3细胞)睾酮合成的机制。方法TM3细胞随机分为对照组(Control group,0μmol/L Fen)、25μmol/L Fen暴露组、25μmol/L Fen+5 mmol/L NAC组、25μmol/L Fen+10μmol/L BAPTA-AM组;采用CCK-8法检测染不同浓度及不同作用时间的细胞增殖情况;ELISA法检测小鼠睾酮(T)和cAMP的含量;DCFH-DA荧光探针检测细胞内活性氧(ROS)含量;Fluo-4/AM探针检测细胞内Ca^(2+)浓度;JC-1荧光探针检测线粒体膜电位(MMP)变化情况;生化比色法测定细胞ATP含量;Western blot检测3β-HSD、StAR、ANT4和CyPD表达水平。结果Fen暴露后,TM3细胞ROS水平和胞内Ca^(2+)浓度上升(P<0.01),线粒体膜通透性转运孔(mPTP)组成成分ANT4和CyPD表达水平上升(P<0.01),MMP水平下降(P<0.01),细胞ATP和cAMP合成能力降低(P<0.01),cAMP/PKA信号通路依赖性的StAR蛋白和3β-HSD表达水平下降(P<0.01),睾酮合成能力随之下降(P<0.01);与25μmol/L Fen暴露组比较,25μmol/L Fen+5 mmol/L NAC组和25μmol/L Fen+10μmol/L BAPTA-AM组TM3细胞睾酮合成水平显著上升(P<0.05)。结论Fen暴露后,TM3细胞ROS和胞浆Ca^(2+)浓度上升,二者通过协同效应引起mPTP开放,细胞ATP和cAMP合成障碍,cAMP/PKA信号通路依赖性的睾酮合成蛋白和酶表达下降,TM3细胞睾酮合成受阻。本研究的结果提示抑制ROS和Ca^(2+)的信号作用可能有助于抑制Fen诱导的TM3细胞mPTP开放并改善Fen暴露所致TM 3细胞睾酮合成障碍。

氰戊菊酯过度激活Ca^(2+)/CaM/CaMKⅡ信号通路诱发线粒体损伤干扰TM3细胞睾酮合成

目的利用胞内Ca^(2+)螯合剂BAPTA-AM和CaM阻断剂TFP探讨Ca^(2+)/CaM/CaMKⅡ信号通路在氰戊菊酯(Fen)诱发小鼠睾丸间质细胞(TM3细胞)线粒体损伤和睾酮合成障碍中的作用。方法TM3细胞实验分为对照组、Fen暴露组(25μmol/L Fen)、Fen+BAPTA-AM组(25μmol/L Fen+5 mmol/L BAPTA-AM)、Fen+TFP组(25μmol/L Fen+10μmol/L TFP),Fen暴露时长为24 h。采用ELISA法检测TM3细胞的睾酮和环磷酸腺苷(cAMP)水平,化学比色法检测TM3细胞的ATP水平,Flou-4/AM探针测定细胞内Ca^(2+)水平,JC-1染色法测定TM3细胞的线粒体膜电位(MMP)改变,蛋白免疫印迹法检测CYP11A1、3β-HSD、StAR、CaM、p-CaMKⅡ、CaMKⅡ、Bax和Bcl-2的蛋白表达水平。结果Fen暴露组TM3细胞的T、ATP和cAMP含量下降,MMP水平降低,睾酮合成的相关蛋白和酶CYP11A1、3β-HSD、StAR表达减少(P<0.01);同时,TM3细胞胞内的Ca^(2+)水平显著上升(P<0.01),CaM、p-CaMKⅡ/CaMKⅡ、Bax蛋白表达升高(P<0.01),Bcl-2蛋白表达下降(P<0.01)。Fen+BAPTA-AM组和Fen+TFP组TM3细胞的睾酮、ATP和cAMP含量上升,MMP水平升高(P<0.01),睾酮合成相关的蛋白和酶CYP11A1、3β-HSD、StAR表达增加(P<0.01),CaM、p-CaMKⅡ/CaMKⅡ及Bax蛋白表达下降,Bcl-2蛋白表达增加(P<0.01)。结论Fen诱发的TM3细胞mPTP开放以及睾酮合成障碍可能与Fen暴露后TM3细胞胞内Ca^(2+)超载、CaM和p-CaMKⅡ表达上调引起的Ca^(2+)/CaM/CaMKⅡ信号通路过度激活有关。