劉燕 文曉紅

(川北醫(yī)學(xué)院組織胚胎學(xué)教研室, 四川 南充 637000)

母鼠微量鎘暴露對子代的影響*

劉燕 文曉紅

(川北醫(yī)學(xué)院組織胚胎學(xué)教研室, 四川 南充 637000)

目的 研究妊娠期及哺乳期微量鎘暴露對子代的影響。方法 將SD孕鼠32只隨機(jī)分為4組：鎘組(A組)、己烯雌酚組(B組)、鎘加他莫昔酚組(C組)和正常對照組(D組)，每組8只。A組于孕期第9、11、13天及產(chǎn)后隔日腹腔注射氯化鎘1.5mg/(kg·d)；B組于妊娠第9～17天及產(chǎn)后隔日皮下注射己烯雌酚100μg/(kg·d)；C組注射氯化鎘的同時(shí)給予雌激素受體拮抗劑他莫昔酚50mg/(kg·d)；D組注射與鎘等體積生理鹽水。妊娠第18天，每個(gè)組隨機(jī)選取4只進(jìn)行剖宮產(chǎn)取胎鼠，記錄胎鼠數(shù)量、體長、胎盤重量，計(jì)算胎鼠雌雄性別比例；產(chǎn)后30天，記錄仔鼠重量及雌雄性別比例。結(jié)果 與對照組比較，各組胎鼠、仔鼠數(shù)量以及雌雄性別比例沒有明顯差異(P>0.05);鎘組和己烯雌酚組胎盤重量,胎鼠和仔鼠體重及胎鼠體長均低于對照組(P<0.05)。結(jié)論 微量鎘對妊娠數(shù)量及雌雄性別比沒有明顯影響；微量鎘對胎鼠及仔鼠的生長發(fā)育可產(chǎn)生抑制；鎘和己烯雌酚對胎鼠和仔鼠的影響作用相似，表明鎘具有雌激素樣效應(yīng)。

重金屬； 鎘； 微量； 子代

鎘(Cadmium ,Cd)是廣泛存在于環(huán)境中的有毒金屬元素 ,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署、世界糧農(nóng)組織 (FAO)及世界衛(wèi)生組織 (WHO)將其列為必測項(xiàng)目。2013年廣東地區(qū)對大米進(jìn)行安全性抽檢，抽查結(jié)果顯示鎘超標(biāo)率為10%～44%。大米是我國日常生活的主要食物，雖然被鎘污染的大米鎘含量是微量的，但鎘在人體內(nèi)的生物學(xué)半衰期可長達(dá)10～40年，在各組織器官中會累積相當(dāng)長一段時(shí)間[1]，因此，研究微量鎘污染對子代生長發(fā)育具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 清潔級性成熟SD大鼠，體重240～260g，購買于重慶醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心，合格證號：SCXK(渝)20070001。氯化鎘(天津市東麗區(qū)東大化工廠，批號2000118，分析純，純度為99%)。Olympus解剖顯微鏡 (日本奧林巴斯公司)。

1.2 方法

1.2.1 動(dòng)物模型的建立 按雄、雌性2∶1比例，將SD大鼠于當(dāng)日18：00時(shí)合籠交配過夜，以次晨雌鼠出現(xiàn)陰道栓作為受孕標(biāo)志，記為妊娠第0天(GD0)。未受孕鼠于次日18：00時(shí)再與雄鼠合籠，2周未孕者放棄。共得孕鼠32只，隨機(jī)分為4組，每組8只。A組于孕期第9、11、13天腹腔注射氯化鎘1.5mg/(kg·d)；B組于妊娠第9～17天皮下注射己烯雌酚100μg/(kg·d)；C組注射氯化鎘的同時(shí)給予雌激素受體拮抗劑他莫昔酚50mg/(kg·d)；D組注射與鎘等體積生理鹽水。妊娠第18天每組隨機(jī)挑選四只孕鼠頸椎脫臼，剖腹取出胎鼠做相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

剩余孕鼠足月正常分娩，A組于產(chǎn)后隔日腹腔注射氯化鎘1.5mg/(kg·d)；B組于產(chǎn)后隔日皮下注射己烯雌酚100μg/(kg·d)；C組注射氯化鎘的同時(shí)給予雌激素受體拮抗劑他莫昔酚50mg/(kg·d)；D組注射與鎘等體積生理鹽水。在出生后30天取仔鼠做相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

1.2.2 胎鼠形態(tài)學(xué)指標(biāo)測定 在妊娠18天，每組隨機(jī)選取四只孕鼠做剖宮產(chǎn)取胎鼠，觀察每組胎鼠數(shù)量，并對胎鼠及胎盤進(jìn)行稱重；在解剖顯微鏡下觀察胎鼠性別，并計(jì)算雌雄性別比例。

1.2.3 仔鼠形態(tài)學(xué)指標(biāo)測定 在出生后記錄每組出生數(shù)量，在出生后30天,對仔鼠進(jìn)行稱重，并計(jì)算雌雄性別比例。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

2 結(jié)果

2.1 胎鼠生長發(fā)育指標(biāo)測定 與對照組比較，各組胎鼠數(shù)量無顯著差異(P>0.05)。鎘(A組)和己烯雌酚(B組)及鎘加他莫昔芬(C組)的胎鼠體重、胎盤重及胎鼠體長均降低，其中A組和B組的胎鼠體重、胎盤重及胎鼠體長均降低，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 各組胎鼠生長發(fā)育指標(biāo)

注：與D組比較①P<0.05;與C組比較②P<0.05

2.2 胎鼠數(shù)量及雌雄性別比例 與對照組比較，各組胎鼠數(shù)量及雌雄性別比例,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，見表2。

表2 各組胎鼠數(shù)量及性別比

2.3 仔鼠體重 出生后三十天對仔鼠進(jìn)行稱重，與對照組比較，A、B組及C組的仔鼠體重均減輕，其中A組和B組的仔鼠重量減輕有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表3 各組仔鼠30天平均體重

注：與D組比較，①P<0.05

2.4 各組仔鼠數(shù)量與雌雄性別比例 與對照組比較各組仔鼠數(shù)量及性別比例無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，見表4。

表4 各組仔鼠數(shù)量與雌雄性別比例

3 討論

鎘(Cd)是一種毒性極強(qiáng)的累積性環(huán)境污染物,主要通過食物鏈的途徑對人類健康造成損害。以往人們多從重金屬角度研究Cd對接觸者自身的毒理作用，本課題主要研究孕期和哺乳期微量鎘攝入對子代的影響。孕期和哺乳期機(jī)體對Cd的吸收比普通時(shí)期更多,因此更有研究意義。有研究顯示Cd與Fe之間存在著交互作用，缺鐵與儲鐵量的消耗會導(dǎo)致Cd吸收與積累的增加，而孕期和哺乳期鐵的需求量大量增加,而通過飲食提供的鐵往往不能滿足這種需求而導(dǎo)致缺鐵，從而增加Cd的吸收，Letsky EA[2,3 ]的研究證實(shí)了這點(diǎn)。Berglund等發(fā)現(xiàn),婦女體內(nèi)貯存的Fe較低進(jìn)而增加了體內(nèi)對Cd的吸收性,這一點(diǎn)與對比利時(shí)婦女、瑞典妊娠與非妊娠婦女及波蘭兒童的研究結(jié)果相一致[4,5]。

有研究[6,7]顯示鎘是一種潛在的非類固醇類環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，具有雌激素樣作用。胚胎期和新生兒期是子代分化發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期, 亦是環(huán)境內(nèi)分泌干擾物作用的敏感窗口期，所以本實(shí)驗(yàn)選取胚胎期和哺乳期，干預(yù)劑量參考Holt和Emmen等的研究[8,9]，并增加己烯雌酚組與雌激素受體拮抗劑他莫西芬組對比研究。

實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)各組胎鼠、仔鼠數(shù)量沒有明顯差異，證實(shí)孕鼠的繁殖數(shù)量沒有受到微量鎘和己烯雌酚的影響；各組雌雄性別比例沒有明顯差異，說明微量鎘和己烯雌酚對胎兒性別的分化沒有明顯影響；與正常組比較，鎘組和己烯雌酚組胎鼠仔鼠體重下降，胎鼠體長降低，提示鎘和己烯雌酚對子代的生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響。一方面可能是鎘和己烯雌酚對母鼠產(chǎn)生毒性作用,在母鼠健康受損的條件下,導(dǎo)致子代的發(fā)育不良。鋅是許多金屬酶的正常的組成成分,缺鋅可抑制這些金屬酶的活性,從而影響碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)及核酸的合成和降解[10]。鎘可直接作用于金屬硫蛋白(MT)基因的啟動(dòng)子,從而誘導(dǎo)肝臟或腎臟中MTmRNA的大量合成,MT可迅速與鋅離子結(jié)合,使母體血漿鋅的濃度降低繼而造成低營養(yǎng)狀態(tài)，低營養(yǎng)狀態(tài)下胎鼠宮內(nèi)生長發(fā)育受限[11,12]。Sorell等[13]也證實(shí)鎘可通過誘導(dǎo)肝和腎內(nèi)MT的合成而使母體血中鋅離子濃度下降,導(dǎo)致胚胎鋅缺乏而發(fā)育異常。另一方面可能是鎘和己烯雌酚對胎盤產(chǎn)生不利影響而導(dǎo)致胚胎發(fā)育不良。胎盤是鎘的靶器官之一,鎘可通過干擾胎盤的子宮胎盤血流量、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和內(nèi)分泌及物質(zhì)代謝等功能而影響胚胎的正常發(fā)育[14]，本實(shí)驗(yàn)鎘組胎盤重量降低與此觀點(diǎn)一致。實(shí)驗(yàn)中鎘組和己烯雌酚組的結(jié)果相似，說明鎘具有雌激素效應(yīng)，而鎘加他莫昔酚組的結(jié)果則進(jìn)一步證實(shí)鎘的雌激素樣的作用。鎘的雌激素樣作用在Martin[15]的研究中得到證實(shí)，鎘能夠與ER結(jié)合，致使成年去卵巢大鼠的子宮重量增加，促進(jìn)富含ER的人乳腺癌細(xì)胞T47D增殖[16]。

4 結(jié)論

本文研究結(jié)果顯示，微量鎘對妊娠數(shù)量及雌雄性別比沒有明顯影響；微量鎘對胎鼠及仔鼠的生長發(fā)育可產(chǎn)生抑制；鎘和己烯雌酚對胎鼠和仔鼠的影響作用相似，表明鎘具有雌激素樣效應(yīng)。

[1]WHO.Cadmium:air quality guidelines[S].Denmark:WHO Regional Office for Europe,Copenhagen,2000.

[2]Letsky EA. The haematological system. In: Chamberlain G, Broughton PF. Clinical Physiology in Obstetrics[J]. Oxford: Blackwell Science, 1998,71-110.

[3]kesson A,St?l P,Vahter M.Phlebotomy increases cadmium uptake in hemochromatosis[J].Environ.Health Perspect,2000,108:289-291.

[4]Osman K, Schütz A ,Akesson B,etal.Interaction between essential and toxic elements in lead exposed children in Katowice[J], Poland. Clin Biochem , 1998,31:657-665.

[5]?kesson A,Bjellerup P,Berglund M,etal.Serum transferrin receptor:a specific marker of iron deficiency in pregnancy[J]. Am J Clin Nutr , 1998,68:1241-1246.

[6]Darbre PD.Metalloestrogens:an emerging class of inorganic xenoestrogens with potential to add to the oestrogenic burden of the human breast[J].Appl Toxicol,2006,26(3):191-197.

[7]Brama M, Gnessi L,Basciani S,etal.Cadmium inducesmi togenic signaling in breast cancer cell by an ERalpha-de-pendent mechanism[J].Mol Cell Endocrino1,2007,264(1-2):102-108.

[8]Holt D,Webb M.Teratogenicity of ionic cadmium in Wistar rat[J].Arch Toxicol,1987,599(6):443-447.

[9]Emmen JM,Mcluskey A,Adham IM,etal.Involvement of insulin-like factor(Insl3) indiethyl stilbestrol-induced cryptorchi dism[J].Endocrinology,2000,141(2):846-849.

[10] Coupe B,Grit I,Darmaun D,etal.The timing of “catch-up growth” affects metabolism and appetite regulation in male rats born with intrauterine growth restriction[J].Am.Physiol Regul Integr Comp Physiol,2009,297:R813-824.

[11] 關(guān)育紅，邢燕.胎兒生長受限大鼠胰島素敏感性的動(dòng)態(tài)變化[J].中華圍產(chǎn)醫(yī)學(xué)雜志，2011,14,221-226.

[12] Carole A.Develop Toxicol[M].1994:196-197.

[13] Seroll TL.Toxicol Appl Pharmacol[M].1990:102(3):537-545.

[14] Raymond JM.Toxicology[M].1996;942.

[15] Martin MB,Reiter R,Pham T,etal.Estrogen-like aetivity of Metals in MCF-7 breast cancer cells[J].Endoerinology,2003,144(6):2425-2436.

[16] Wilson VS,Bobseine K,Gray LE Jr.Development and characterization of a cell line that stably expresses an estrogen- responsive luciferase reporter for the detection of estrogen receptor agonist and antagonists[J].Toxicol Sci,2004，81(1):69-77.

Effect of maternal exposure to trace cadmium in offspring rats

LIU Yan, WEN Xiaohong

(DepartmentofHistologyandEmbryology,NorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,Sichuan,China)

Objective To investigate the effect of maternal exposure to trace cadmium in off-spring testes. Methods 32 pregnant female SD rats were randomly divided into 4 groups with 4 in each group: CdCl2 treated group (group A) was intraperitoneally injected with CdCl2( 1.5mg/kg.d) on 9th, 11th, 13th day of the gestation period and every other day during lactation respectively. DES group( group B) was subcutaneously injected with DES (100μg/kg.d) from day 9th to 17th of gestation period and every other day during lactation respectively. CdCl2 +TMX group (group C) was treated with CdCl2 (same as above)+TMX (50mg/kg.d). The control group (group D) was treated with normal saline instead of CdCl2 with same dose. On day 18 of gestation period, 4 pregnant rats which randomly selected of each group were killed, the rats fetuses were removed.The weight of fetuses and placenta,body length,sex ratio were recorded. On day 30th after parturition, the weight and sex ratio of off-spring rats were recorded.Results Compare with group D, there were no significant alternation in the number and sex ratio of off-spring rats among each group(P>0.05). The placenta weight, body weight and length of fetuses was significantly decreased in group A and group B(P<0.05). Conclusion Trace cadmium has no effect on the number and sex ratio of off-spring rats. Trace cadmium has no effect on growth and development of off-spring rats. The cadmium is a definite environmental endocrine disruptor which has the similar effect as estrogen.

Heavy metal; Cadmium; Trace; Off-spring

四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(13ZA0225);川北醫(yī)學(xué)院青年基金資助項(xiàng)目(CBY12-A-QN02)

文曉紅，E-mail：xhongwen@sina.com

R 394

A

10.3969/j.issn.1672-3511.2015.07.005

2015-01-14； 編輯： 陳舟貴)