尹小瑞 謝靜燕 柳錚男 王瑩東 張?zhí)K云

內(nèi)分泌干擾物(endocrine-disrupting chemicals，EDCs)是一種會(huì)干擾激素作用的外源性化學(xué)物質(zhì)或其混合物，如雙酚A(Bisphenol A，BPA)、鄰苯二甲酸酯、全氟辛酸、二惡英類以及工業(yè)化學(xué)品(如多氯聯(lián)苯和多溴二乙醚等)。多數(shù)EDCs來(lái)源于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程、環(huán)境污染和農(nóng)藥，也有少部分存在于植物中。人類常通過(guò)呼吸道、消化道和皮膚黏膜接觸到EDCs，其可能進(jìn)入食物鏈并在動(dòng)物組織中累積。EDCs的經(jīng)典作用是模擬天然激素發(fā)揮激動(dòng)或拮抗作用，從而影響神經(jīng)、免疫和生殖功能，其甚至還能通過(guò)胎盤(pán)影響胎兒的發(fā)育和認(rèn)知。目前相關(guān)研究已從分子生物學(xué)領(lǐng)域證明了幾種EDCs會(huì)干擾靶細(xì)胞的細(xì)胞周期、凋亡途徑和遺傳調(diào)控。

卵巢是女性內(nèi)分泌系統(tǒng)的重要組成部分，主要功能為產(chǎn)生卵子及分泌性激素。雌性生物出生時(shí)就存在數(shù)量有限的未成熟的始基卵泡，這是卵細(xì)胞儲(chǔ)存的唯一形式。隨著時(shí)間推移，機(jī)體中的一些卵泡會(huì)在性激素的調(diào)節(jié)下發(fā)育為初級(jí)卵泡、次級(jí)卵泡和竇卵泡等，然后發(fā)生卵泡的募集及優(yōu)勢(shì)卵泡的選擇，最后少量卵泡成熟發(fā)生排卵，約99%的卵泡發(fā)生閉鎖，卵泡的閉鎖涉及到促凋亡因子和抗凋亡因子的失衡等。性激素通過(guò)下丘腦和垂體中的反饋回路來(lái)調(diào)控月經(jīng)周期，參與排卵、受精、著床及胚胎的發(fā)育等，其合成需要多種蛋白及酶類，如類固醇生成急性調(diào)節(jié)蛋白、細(xì)胞色素P450側(cè)鏈裂解酶等。某些EDCs會(huì)通過(guò)影響一些關(guān)鍵酶的生成來(lái)影響卵泡發(fā)育和性激素的合成，從而影響卵巢的生殖和內(nèi)分泌功能。某些EDCs會(huì)影響卵巢功能，導(dǎo)致生殖健康問(wèn)題，如不孕、卵巢早衰和性激素水平異常,這些問(wèn)題會(huì)降低患者生活質(zhì)量，導(dǎo)致高額醫(yī)療費(fèi)用，是亟待解決的公共健康問(wèn)題;卵巢早衰還增加女性患骨質(zhì)疏松癥、抑郁癥、心血管疾病等的風(fēng)險(xiǎn)。本篇綜述回顧了特定EDCs[BPA、甲氧氯(Methoxychlor，MXC)、鄰苯二甲酸酯和2,3,7,8四氯二苯并對(duì)二惡英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin，TCDD)]對(duì)卵巢卵泡發(fā)育和類固醇生成的影響及其作用于卵巢的可能機(jī)制。

1 BPA

BPA是雙酚基丙烷，是由苯酚、丙酮在酸性介質(zhì)中合成的，是環(huán)氧樹(shù)脂、聚碳酸酯、酚醛樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、阻燃劑等產(chǎn)品的重要原料，常用于制造聚碳酸酯塑料，如水瓶、運(yùn)動(dòng)設(shè)備、醫(yī)療和牙科器械等，含有BPA的環(huán)氧樹(shù)脂也可用作制造聚氯乙烯水管壁、食品和飲料罐的涂層。因此，人類常通過(guò)消化道和皮膚接觸BPA。目前，人類的血清、血漿、尿液、汗液、母乳、羊水、胎盤(pán)組織、胎兒血清和臍帶中都測(cè)出含有BPA。BPA有一定的弱雌激素活性，與多種女性生育問(wèn)題有關(guān)，如多囊卵巢綜合征、子宮內(nèi)膜異位癥，其可能通過(guò)影響子宮內(nèi)膜的蛻膜化，從而引起不孕和一些妊娠并發(fā)癥，也可誘導(dǎo)卵泡閉鎖，降低原始卵泡池，并影響各種動(dòng)物模型中類固醇激素的生成。

研究表明，BPA會(huì)抑制小鼠離體竇卵泡的生長(zhǎng)。BPA導(dǎo)致卵泡生長(zhǎng)抑制可能是通過(guò)影響類固醇激素的生成，干擾芳香烴受體(Aryl hydrocarbon receptor，AhR)及調(diào)節(jié)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子。Lee等進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)成年雌性大鼠接觸BPA 90天，卵巢中類固醇合成急性調(diào)節(jié)蛋白(Steroidogenic acute regulatory protein，Star)和細(xì)胞色素P450芳香化酶(cytochrome P450 aromatase，P450arom)蛋白下調(diào)，其可誘導(dǎo)半胱氨酸蛋白酶系統(tǒng)相關(guān)基因(如caspase-3)凋亡，從而促進(jìn)卵泡閉鎖和黃體退化。另外一項(xiàng)研究表明BPA主要通過(guò)增加抗凋亡因子與促凋亡因子表達(dá)水平的比率來(lái)抑制凋亡，從而破壞生殖細(xì)胞巢。此外，BPA還會(huì)影響卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂和早期胚胎發(fā)育。

BPA還能影響卵巢性激素的水平。在大鼠卵巢卵泡膜細(xì)胞和顆粒細(xì)胞中，BPA不僅通過(guò)上調(diào)細(xì)胞色素P450類固醇生成酶如17α-羥化酶(17-αhydroxylase，Cyp17a1)、細(xì)胞色素P450側(cè)鏈裂解酶(cholesterol side chain cleavage enzyme，Cyp11a1，P450scc)和Star的表達(dá)，顯著增加睪酮和孕酮水平，還可下調(diào)類固醇生成酶Cyp19a1的表達(dá)來(lái)降低雌二醇水平。但Grasselli等發(fā)現(xiàn)，豬卵巢顆粒細(xì)胞暴露于BPA 48小時(shí)會(huì)降低孕酮(Progesterone，P)的產(chǎn)生，BPA濃度較低(0.1 μM)時(shí)可刺激雌二醇的產(chǎn)生，濃度較高(1 μM和10 μM)時(shí)則會(huì)抑制雌二醇的產(chǎn)生。此外，小鼠懷孕期間接觸BPA會(huì)導(dǎo)致子鼠的死亡率增加，且使子鼠雌二醇水平升高，卵泡刺激素(follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)的表達(dá)下降。BPA處理的大鼠雌二醇水平明顯降低，血清FSH和黃體生成素(Luteinizing hormone，LH)水平升高，這些研究提示BPA具有模擬雌激素作用及其相關(guān)反饋?zhàn)饔?。還有研究表明，BPA可影響幾種類固醇生成酶和其上游激素水平，進(jìn)而破壞卵巢中正常類固醇激素的生成，BPA誘導(dǎo)的卵巢毒性可能和下丘腦-垂體-卵巢軸及氧化應(yīng)激等有關(guān)，但還需進(jìn)一步研究以證實(shí)。

2 MXC

MXC 屬有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑，其較滴滴涕(二氯二苯基三氯乙烷，簡(jiǎn)稱DDT)毒性低且容易降解，廣泛用于保護(hù)水果、蔬菜和莊稼。MXC是親脂污染物，易在生物體的脂肪組織中累積，且在高水平食物鏈的動(dòng)物組織中的生物積累濃度高于低水平的物種，因此，人類可通過(guò)消化道、呼吸道及皮膚接觸MXC，其中主要是食物鏈途徑。MXC主要被體內(nèi)細(xì)胞色素P450酶代謝為1，1，1-三氯-2-(4-羥基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)乙烷和2,2-二羥苯基-1,1,1-三氯乙烷。

研究表明，MXC可破壞紡錘體組裝和中心體蛋白定位，誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂，導(dǎo)致線粒體分布和功能異常，并降低卵母細(xì)胞體外成熟的能力。MXC及其主要代謝物可能下調(diào)G1-S期細(xì)胞周期調(diào)節(jié)劑[如細(xì)胞周期蛋白D2(Cyclin-D2，Ccnd2)和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4(Cyclin-dependent-kinases4，Cdk4)]的表達(dá)，降低抗凋亡因子(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)和增加促凋亡因子(BCL2-Associated X，Bax)的表達(dá)，從而抑制離體竇卵泡的生長(zhǎng)。Tannenbaum等連續(xù)20天每天給小鼠腹腔注射MXC(64 mg/kg)，于給藥結(jié)束后30天及60天各處死一半小鼠，結(jié)果表明，給藥結(jié)束后30天，MXC明顯增加了卵泡閉鎖，減少了原始卵泡和總卵泡數(shù)量，但不影響小鼠生育能力。但在給藥結(jié)束后60天，MXC對(duì)小鼠生育能力、卵泡數(shù)量或閉鎖無(wú)顯著影響?？偟膩?lái)說(shuō)，這些數(shù)據(jù)表明卵巢功能可能在MXC處理20天后受到影響，但后期可能會(huì)恢復(fù)。

Roepke等認(rèn)為MXC可能通過(guò)胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(Insulin-like growth factor-1，Igf1)和5-羥色胺受體(5 Hydroxytryptamine receptor，5HtR)來(lái)影響女性生殖功能。MXC及其代謝產(chǎn)物可通過(guò)下調(diào)類固醇生成酶Cyp19a1和上調(diào)雌激素代謝酶(Cytochrome P450 1b1，CYP1b1)來(lái)降低雌激素水平。MXC及其代謝產(chǎn)物可直接抑制胎盤(pán)3β-羥基類固醇脫氫酶-1(3 beta and steroid delta-isomerase 1，HSD3β1)，從而阻止孕激素的產(chǎn)生。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)MXC對(duì)卵巢的損傷與時(shí)間有關(guān)，MXC不僅干擾激素代謝，而且改變參與抗氧化應(yīng)激和解毒過(guò)程的代謝酶。

3 鄰苯二甲酸酯

鄰苯二甲酸酯是在環(huán)境中普遍存在的合成化學(xué)物質(zhì)，已知其具有擾亂內(nèi)分泌的特性。鄰苯二甲酸酯存在于空氣中，特別是室內(nèi)空氣，鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯[Bis(2-ethylhexyl)phthalate，DEHP]是聚氯乙烯材料最常用的增塑劑，可用于醫(yī)療器械和醫(yī)療手套等，因此，人類常通過(guò)呼吸道和皮膚接觸到鄰苯二甲酸酯。日常消費(fèi)品中也廣泛存在鄰苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate，DBP)、鄰苯二甲酸丁基芐酯(Butyl benzyl phthalate，BBP)和鄰苯二甲酸二乙酯(Diethyl phthalate，DEP)。

研究表明,鄰苯二甲酸酯能影響卵泡生長(zhǎng)發(fā)育，損害卵泡功能。鄰苯二甲酸酯混合物會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑(Cyclin Dependent Kinase Inhibitor 2a，Cdkn2a)表達(dá)增加，Ccnd2表達(dá)減少，使減數(shù)分裂同源重組缺陷，導(dǎo)致細(xì)胞停滯在G1期，從而抑制了竇卵泡的生長(zhǎng)。Shin等發(fā)現(xiàn)接觸鄰苯二甲酸酯會(huì)導(dǎo)致胚胎死亡率升高及卵母細(xì)胞染色體異常。此外，鄰苯二甲酸酯也會(huì)對(duì)卵泡的健康產(chǎn)生不利影響。研究發(fā)現(xiàn)，鄰苯二甲酸酯組減少了初級(jí)和次級(jí)卵泡數(shù)量，增加了閉鎖卵泡數(shù)量，同時(shí)給藥組顯著增加了Tunnel凋亡陽(yáng)性的細(xì)胞數(shù)量和Bax/Bcl-2的表達(dá)水平，這些都提示了卵巢細(xì)胞的凋亡。

研究發(fā)現(xiàn)女性尿液中大多數(shù)鄰苯二甲酸酯代謝物的個(gè)體濃度及其總和與雌二醇濃度呈負(fù)相關(guān)，但與FSH濃度呈正相關(guān)。體內(nèi)外研究均表明，大鼠接觸鄰苯二甲酸酯會(huì)降低血清雌二醇水平。這些效應(yīng)可能是由于鄰苯二甲酸酯抑制了性激素合成相關(guān)酶(如Cyp17a1、Cyp19a1)的表達(dá)。還有研究發(fā)現(xiàn)鄰苯二甲酸酯可導(dǎo)致循環(huán)雌激素減少，血清FSH水平增加，并改變了涉及凋亡和類固醇生成的相關(guān)基因表達(dá)，這些影響與小鼠接受的鄰苯二甲酸酯劑量有關(guān)。總的來(lái)說(shuō)，鄰苯二甲酸鹽混合物可影響卵泡的生長(zhǎng)，降低類固醇激素的生成。

4 TCDD

TCDD是一種持久性環(huán)境污染物，是一種毒性較大的二惡英類化學(xué)品，是制造除草劑和殺蟲(chóng)劑的副產(chǎn)品，另外，森林火災(zāi)、城市廢物焚燒和紙漿漂白等過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生大量TCDD。它的環(huán)境半衰期較長(zhǎng)，會(huì)在人體脂肪組織、血清、母乳和卵巢卵泡液中累積。

研究一致表明，TCDD影響卵泡的發(fā)生，從而影響卵巢功能。Karman 等發(fā)現(xiàn)在小鼠中，TCDD不影響體外竇卵泡的生長(zhǎng)，表明它不影響顆粒細(xì)胞的增殖。但在大鼠中，TCDD減少竇卵泡的數(shù)量，而閉鎖不增加，這表明TCDD抑制大鼠卵巢卵泡的增殖。TCDD通過(guò)芳烴受體(Aryl hydrocarbon receptor，AhR)途徑發(fā)揮作用。Piasecka-Srader 等發(fā)現(xiàn)TCDD培養(yǎng)顆粒細(xì)胞1 h和48 h后降低了芳烴受體蛋白水平的表達(dá)，而轉(zhuǎn)錄水平僅在48 h后受到影響。但在敲除芳烴受體的豬顆粒細(xì)胞中，TCDD影響了多個(gè)基因的表達(dá)，包括影響卵泡發(fā)育和卵母細(xì)胞成熟[如趨化因子受體(C-X-C-motif chemokine receptor 4，CXCR4)]、增殖和分化[如細(xì)胞分裂周期(cell division cycle 45，CDC45)]的基因，這說(shuō)明TCDD也可以不依賴AhR途徑影響基因表達(dá)。TCDD還可能通過(guò)影響顆粒細(xì)胞周期、增殖和DNA修復(fù)、重排細(xì)胞骨架和細(xì)胞外基質(zhì)以及調(diào)節(jié)細(xì)胞對(duì)應(yīng)激反應(yīng)的重要蛋白而影響卵巢的卵泡發(fā)育。

除了干擾卵泡生長(zhǎng)和排卵外，TCDD還能干擾卵巢類固醇激素的生成。國(guó)外研究表明，在分離的小鼠竇狀卵泡中，TCDD暴露(0.1～100 nm)以非單調(diào)劑量反應(yīng)方式降低孕酮、雄烯二酮、睪酮和雌二醇水平。孕烯醇酮底物(10 μM)的添加使激素水平恢復(fù)，這表明TCDD可能在孕烯醇酮形成之前起作用。TCDD通過(guò)抑制關(guān)鍵類固醇生成酶[如17β羥基類固醇脫氫酶(Estradiol 17-beta-dehydrogenase 1，Hsd17β1)]來(lái)抑制卵巢類固醇激素的生成。此外，TCDD以時(shí)間依賴性而非劑量依賴性方式降低人黃體化顆粒細(xì)胞產(chǎn)生雌二醇。有研究證明TCDD具有跨代卵巢毒性，母體暴露于TCDD不僅會(huì)顯著降低子代雌二醇水平，還會(huì)導(dǎo)致原始卵泡減少，次級(jí)卵泡和黃體數(shù)量增加，這可能與印跡基因胰島素樣生長(zhǎng)因子2(insulin-like growth factor 2,Igf2)的表達(dá)下調(diào)有關(guān)。

以上研究表明，像激素和其他環(huán)境污染物一樣，TCDD作為EDCs，可能與氧化應(yīng)激、雌激素/抗雌激素作用、類固醇代謝的調(diào)節(jié)有關(guān)，在卵巢中可能有多種作用模式。

EDCs在人們的生活生產(chǎn)環(huán)境中無(wú)處不在，引起卵巢功能不全、不孕等生殖方面和心血管、骨骼等其他非生殖方面的問(wèn)題。EDCs已成為威脅人類生殖健康的重要因素，但其具體作用機(jī)制仍不清楚，未來(lái)可從整體上研究其對(duì)下丘腦-垂體-性腺軸的影響。此外，人類常接觸多種EDCs混合物，其生殖毒性可能存在協(xié)同作用，因此應(yīng)進(jìn)一步研究其混合物對(duì)卵巢的影響，并增加流行病學(xué)調(diào)查。通過(guò)相關(guān)的調(diào)查研究，衛(wèi)生組織及政府應(yīng)意識(shí)到環(huán)境EDCs的毒性作用，嚴(yán)控環(huán)境污染，從源頭上控制其不利影響，如督促企業(yè)在生產(chǎn)制造過(guò)程中用安全的替代品替代EDCs或投入資金資源來(lái)研究清除環(huán)境EDCs的方法。同時(shí)，還需要進(jìn)一步了解EDCs對(duì)成人卵巢的影響及其機(jī)制，從而在未來(lái)制定更好的方案來(lái)防治EDCs誘發(fā)的卵巢毒性。