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双酚A(Bisphenol A,BPA)是一种典型的环境内分泌干扰物(Endocrine disrupting chemicals,EDCs),因其能增加塑料制品的可塑性、透明性和柔韧性,被广泛应用生产日常化工产品和食品包装材料等制品。其广泛使用除了对水体、空气、土壤等环境造成严重污染,还使人类和野生动物身暴露其中。BPA会影响脑的发育和成年脑的突触可塑性,还会影响行为的发育及其性别分化。社会行为是指发生在同一物种不同个体间的社会交往和社会关系,包括通讯、等级、攻击、求偶、交配、哺育等,对动物的生存和繁衍至关重要。本实验室前期研究发现青春期BPA暴露降低成年雄鼠与异性的社会性行为、社会探究和攻击能力,增加亲和性。有报道BPA可抑制二氢睾酮与雄激素受体(AR)的结合,拮抗AR介导的转录活性,那么青春期BPA暴露对雄性社会行为的影响是否与其干扰雄激素的活动有关?性激素可以调节神经肽加压素(AVP)和催产素(OT)对社会行为的调控,还参与调节中脑-边缘DA奖赏系统而影响社会动机,那么,BPA是否通过干扰雄激素调节脑内神经肽或DA活动而影响社会行为?本实验以睾丸摘除外源性补充睾酮的雄鼠模型,通过检测青春期BPA暴露后社会行为变化,分析杏仁核脑区AVP及受体和OT受体水平、DA系统相关蛋白的表达水平,探究BPA对雄激素影响社会行为的机制。研究方法清洁级3周龄ICR雄鼠适应1周后,睾丸摘除术建立去势模型。分为三大组:假手术(sham)、睾丸摘除(GDX)和丙酸睾酮(TP)补充(GDX+TP)。每大组给予BPA(0.4,4 mg/kg/day)暴露和溶媒对照,共九组。术后1周开始每日皮下注射TP(0.5 mg/kg/day)补充和BPA染毒,BPA连续染毒18 d,TP补充至实验结束。第8周检测青春期玩耍行为,第12周检测成年期社会行为,采用饲料埋藏实验检测非社会气味嗅觉功能,三室模型检测社会能力和新奇偏好,社会互作模型检测社会交互和社会性行为,居住入侵模型检测攻击行为。同时用ELISA检测血清和杏仁核脑区睾酮(T)和雌二醇(17β-E2)水平;蛋白质免疫印迹法(WB)检测杏仁核脑区雄激素受体(AR)、雌激素β受体(ERβ)、神经肽AVP受体1a型(V1aR)和OT受体(OTR)、纹状体脑区DA转运体(DAT)和DA I型受体(DR1)和II型受体(DR2)蛋白的表达水平;免疫荧光检测杏仁核脑区AVP的水平。研究结果1性激素及其受体水平与sham组相比,GDX显著降低小鼠杏仁核脑区的T和17β-E2以及血清T水平(p<0.001;p<0.05;p<0.001),TP补充后均得到恢复。而GDX和TP补充不影响血清17β-E2水平,提示模型建立成功。BPA暴露显著降低Sham和GDX小鼠杏仁核脑区T水平(p<0.001,p<0.001;p<0.05);降低sham、GDX、GDX+TP小鼠的血清T水平(均p<0.001);显著增加杏仁核脑区和血清17β-E2水平(p<0.05;p<0.001,p<0.001;p<0.001,p<0.01)。WB分析结果发现,与sham相比,GDX显著降低小鼠杏仁核AR水平(p<0.001),TP补充后得到逆转(p<0.001)。BPA暴露降低sham和GDX+TP小鼠杏仁核脑区AR和ERβ表达水平(p<0.01,p<0.05;p<0.05,p<0.01,p<0.05)。这些结果表明,BPA暴露降低小鼠血清和杏仁核脑区的T水平,但增加17β-E2水平;并下调sham和GDX+TP小鼠AR和ERβ表达水平,上调睾丸摘除小鼠ERβ的水平。2行为2.1青春期社会玩耍与sham组相比,GDX小鼠与异性的玩耍能力降低(p<0.01),TP补充后得到恢复(p<0.01)。而BPA不影响小鼠的青春期玩耍。2.2成年期行为(1)三室模型BPA暴露显著降低sham和GDX小鼠嗅探陌生鼠/空笼的时间比(p<0.05;p<0.05,p<0.05),显著降低sham小鼠对陌生鼠/熟悉鼠的嗅探时间比(p<0.05,p<0.01);轻微降低GDX+TP小鼠的陌生鼠/空笼嗅探时间比和陌生鼠/熟悉鼠的嗅探时间比,但没有达到统计学差异。饲料埋藏实验发现BPA不影响一般嗅觉功能。提示青春期BPA暴露会损伤小鼠的社会能力和新奇偏好能力,但不影响一般嗅觉功能。(2)社会交互在与同性社会交互中,GDX和BPA暴露都不影响小鼠对同性的爬跨行为,但BPA暴露增加其嗅探生殖器时间(p<0.05;p<0.05,p<0.01;p<0.01,p<0.05)。提示BPA可能增加小鼠同性间的接近行为。在与异性社会交互中,GDX降低其交互时间、嗅探生殖器时间和爬跨发生率(p<0.05,p<0.001,p<0.05),增加爬跨潜伏期(P<0.05),TP补充后得到逆转(p<0.001;p<0.05;p<0.05;p<0.01)。BPA暴露显著降低sham和GDX+TP小鼠与异性的交互时间、嗅探生殖器时间和爬跨发生率(p<0.01,p<0.05;p<0.01,p<0.001;p<0.05;p<0.05;p<0.05;p<0.05,p<0.01),延长了爬跨潜伏期(p<0.05;p<0.05,p<0.01),但对GDX小鼠没有影响。提示青春期BPA暴露可拮抗TP对雄鼠与异性社交互和社会性行为的促进作用。(3)居住-入侵行为与sham组相比,GDX显著缩短雄鼠对入侵者的攻击时间(p<0.001),TP补充后恢复(p<0.001);BPA暴露降低sham和GDX+TP小鼠对入侵者的攻击时间(p<0.01;p<0.01,p<0.01);增加各组雄性间的亲和行为。提示BPA会增强同性间的亲和性,还会通过拮抗TP降低成年雄鼠的攻击能力。3杏仁核加压素(AVP)及其受体(V1aR)和催产素受体(OTR)水平与sham组相比,GDX降低小鼠杏仁核AVP水平(P<0.001),TP补充后得到逆转(P<0.001)。BPA暴露显著降低sham和GDX+TP小鼠杏仁核AVP水平(P<0.001,P<0.001;P<0.001),但对GDX小鼠没有影响;WB结果显示小鼠杏仁核V1aR与AVP水平变化趋势一致;但OTR水平没有变化。提示BPA暴露会抑制睾酮对雄鼠MeA中AVP系统活动的促进作用,但对OT系统没有影响。4纹状体多巴胺受体(DR1、DR2)及转运体水平(DAT)与sham组相比,GDX显著上调小鼠纹状体DAT水平(p<0.01),TP补充没有影响。BPA暴露显著增加了sham和GDX+TP小鼠DAT水平(p<0.01,p<0.01;p<0.05);4 mg/kg/d BPA暴露增加sham组小鼠DR1的表达水平(p<0.05),对其他组均没有影响;BPA暴露和睾丸摘除都不影响杏仁核脑DR2水平。提示BPA暴露影响纹状体DA递质系统的活动,但可能不是通过干扰雄激素活动而进行。结论:青春期BPA暴露不影响雄鼠的青春期玩耍能力但影响成年后的社会行为。BPA可抑制TP对去势雄鼠同性攻击能力降低和与异性交互和社会性行为减少的改善作用;BPA的这些抑制作用可能通过降低脑内雄激素及其受体水平,干扰雄激素对社会识别相关MeA脑区神经肽AVP系统的调节作用有关。