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目的:双酚A(Bisphenol A,BPA)是世界上使用最广泛的内分泌干扰物之一,BPA可用于合成聚碳酸酯塑料和环氧树脂,可导致生殖功能障碍、脂肪代谢改变、脑功能损伤以及前列腺癌和乳腺癌的易感性增加等。既往研究表明骨组织在发育过程中可能对低剂量BPA格外敏感,低剂量BPA暴露对子代长骨发育影响具有重要意义。长骨在胚胎和出生后早期迅速发生软骨内成骨过程,关于BPA对软骨内成骨过程影响的报道较少,机制上不十分清楚。细胞外基质的形成和降解是骨骼发育过程的关键,基质金属蛋白酶(Matrix Metalloproteinase,MMPs)具有切割骨骼组织中细胞外基质成分的能力,BPA是否会影响骨组织中MMP-9和MMP-13的表达变化尚未见报道。本课题组前期发现孕哺期低剂量BPA饮水暴露可使子代大鼠青春期生长板变薄、SOC发育延迟。为进一步探究孕哺期低剂量BPA暴露对子代胚胎期,生后哺乳期长骨发育的影响,本研究建立Wistar大鼠孕哺期低剂量BPA暴露大鼠模型,探讨长骨发育过程中POC和SOC形成的几个关键时期的改变,以及MMP-9和MMP-13的表达变化,为阐明孕哺期低剂量BPA暴露对子代长骨生长影响的机制研究提供线索及BPA骨毒性的防治提供依据。实验方法:Wistar雌雄大鼠合笼,取孕鼠单独饲养,妊娠第0天将孕鼠按体重随机分为对照组、0.01mg/LBPA组和0.1mg/LBPA组。孕鼠自妊娠第0天至断乳(分娩后第21天)经饮水暴露BPA。取新生、2W和3W仔鼠,测量体重、体长、尾长、胫骨和股骨长度。取左侧胫骨固定包埋制备石蜡切片进行HE染色、Van Gesion/Alcian blue双染、Von Kossa染色、免疫组织化学染色。取新生鼠全骨架进行阿利新蓝/茜素红S全骨架染色。结果:1、孕哺期低剂量BPA暴露对新生仔鼠体重、体长、尾长、胫骨和股骨的长度及矿化的影响:与对照组相比,各BPA组新生仔鼠体重均下降,除0.01mg/L BPA组新生雌鼠外,差异均有统计意义(P<0.05)。0.1mg/L组新生雄鼠体长(鼻尖—尾尖)较对照组明显下降,差异有统计学意义(P<0.05)。0.1mg/L组新生雄鼠和0.01mg/L组新生雌鼠尾长均显著低于对照组(P<0.01)。BPA组新生仔鼠骨架较对照组缩小,尾部缩短;前肢和后肢长骨的骨长度较对照组缩短;指骨近端、跖骨和掌骨的骨化面积较对照组缩小;对照组趾骨及指骨中间已形成骨化点,而除0.1mg/L BPA组新生雄鼠以外,其他BPA组新生仔鼠均未发育。0.1mg/LBPA组新生雄鼠、0.01mg/LBPA组新生雌鼠胫骨和股骨的长度较对照组均明显缩短,差异有统计学意义(P<0.05)。0.1mg/LBPA组新生雄鼠胫骨和股骨矿化区长度较对照组相比显著缩短(P<0.05),其他BPA组较对照组也均有所降低,但差异不显著。对照组新生仔鼠骨小梁细且长,BPA组骨小梁的形状不规则、稀疏、断裂、粗且短,有的成片状或点状;对照组新生仔鼠长骨生长板底层肥大软骨细胞和终末肥大软骨细胞周围已发生矿化,BPA组几乎未发生或仅在终末肥大软骨细胞周围发生矿化。除0.1mg/LBPA组雄鼠股骨以外,BPA组骨体积分数(BoneVolume/Total Volume,BV/TV)均低于对照组,且雄鼠胫骨差异有统计学意义。0.1mg/L BPA组雄鼠股骨骨骺长度较对照组下降显著,差异有统计学意义(P<0.05);0.1mg/L和0.01mg/LBPA组雄性仔鼠股骨肥大区较对照组变薄,差异有统计学意义(P<0.05)。各BPA组雄性和雌性仔鼠胫骨股骨生长板软骨细胞形态均改变,增殖区软骨细胞柱变短,扁平细胞的数量较对照组减少,细胞呈圆形数目增加。细胞的正常堆叠不再明显;肥大软骨细胞细胞变小。2、孕哺期低剂量BPA暴露对2W仔鼠体重、体长、尾长、胫骨和股骨长度及矿化的影响:0.01mg/LBPA组雄性仔鼠胫骨长度显著低于对照组,其他指标未见显著性差别(P<0.05)。BPA组仔鼠胫骨次级骨化中心骨小梁大多为初级骨小梁,且软骨岛多于对照组。BPA组新生雄性仔鼠SOC面积较对照组显著缩小(P<0.05),胫骨的前肥大区显著增厚(P<0.05),生长板软骨细胞形态改变与新生鼠相似,表现为增殖区软骨细胞柱变短,扁平细胞的数量较对照组减少,细胞形态异常(呈圆形)数目增加。细胞的正常堆叠不再明显。细胞变小,细胞间密度增大;肥大区细胞较对照组也同样变小,不规则细胞数目增多,细胞大小不均匀;增殖区向肥大区的过渡不再明显。3、孕哺期低剂量BPA暴露对3W仔鼠体重、体长、尾长、胫骨和股骨长度及矿化的影响:BPA组仔鼠体重、体长、尾长、胫骨和股骨长度较对照组没有差异。雄性仔鼠胫骨的初级海绵状骨较对照组明显缩短,而雌性并无明显差异。BPA组雄性仔鼠次级骨化中心面积缩小最为显著(P<0.05),雌性仔鼠次级骨化中心面积并无明显差异。BPA组雄性仔鼠胫骨生长板软骨细胞形态改变与新生和2W时相似,前肥大区与对照组相比显著增厚(P<0.05),0.01mg/LBPA组肥大区较对照组变薄,差异具有显著性(P<0.05)。4、孕哺期低剂量BPA暴露对仔鼠长骨各标志性蛋白的表达影响:新生BPA组雄性仔鼠胫骨次级骨化中心MMP-13表达较对照组表达量降低,而生长板中MMP-13表达较对照组升高;2W和3W BPA组雄性仔鼠胫骨生长板中MMP-13表达较对照组也显著升高(P<0.05)。新生BPA组雄性仔鼠胫骨MMP-9蛋白表达较对照组显著降低(P<0.05),而2W和3W时雄性仔鼠胫骨MMP-9蛋白表达除0.01mg/L BPA组,各BPA组较对照组表达均显著升高(P<0.05)。结论:1、孕哺期低剂量BPA暴露可使新生仔鼠长骨及矿化区发育延迟;子代胚胎期及生后哺乳期长骨生长板细胞形态改变、前肥大区增厚、SOC发育延迟;3W仔鼠初级海绵状骨增厚。2、孕哺期低剂量BPA暴露可使新生、2W和3W子鼠长骨MMP-9和MMP-13表达改变。