DEHP影响m6A修饰诱导睾丸损伤 | m6A专题

论文标题：Increased m6A RNA modification is related to the inhibition of the Nrf2-mediated antioxidant response in di-(2-ethylhexyl) phthalate-induced prepubertal testicular injury

刊登日期：2020年01月

发表杂志：Environmental Pollution

影响因子：5.714

研究机构：重庆儿童医院

摘要

邻苯二甲酸二异辛酯（DEHP）是一种常见的环境内分泌干扰物，可诱发男性生殖障碍。青春期前时期（prepuberty stage）暴露于DEHP可导致睾丸损伤，但其潜在机制尚不清楚。

重庆儿童医院吴盛德课题组通过口服灌胃的方法，在大鼠出生后第22天到 35天期间每天摄入DEHP并观察睾丸损伤情况。同时课题组还检测了氧化应激相关通路基因，重点关注了睾丸组织中与RNA甲基化m6A修饰水平相关的一些基因表达情况，发现去甲基化酶FTO和阅读蛋白YTHDC2差异显著。通过m6A-IP-qPCR验证了重要抗氧化转录因子Nrf2的m6A修饰水平出现显著差异（拓展阅读：关于m6A-IP-qPCR和RIP-qPCR公开课问题集锦）。

结果表明，DEHP猝死睾丸组织学恶化，睾酮浓度降低，生精诱导因子表达下调，氧化应激增强，Nrf2介导的抗氧化途径受到抑制，睾丸细胞凋亡增加。DEHP处理后能够显著提升睾丸组织中m6A修饰的整体水平，改变了两个重要的基因FTO和YTHDC2的表达水平。此外，m6A对Nrf2 mRNA的修饰随着DEHP的暴露而增加。

总之，这些发现将氧化应激失衡与DEHP毒性的表观遗传效应联系起来，并从m6A修饰这个全新角度阐释DEHP的睾丸毒性机理。

DEHP暴露诱发青春期前时期睾丸损伤

为探讨DEHP对青春期前时期睾丸损伤的影响，作者检测了睾丸组织形态学、睾酮水平和生精标志物蛋白水平。每组睾丸切片的组织学图像如上图所示。经DEHP处理的睾丸具有退化的生精小管，显示生殖细胞的脱落、生精上皮紊乱等。

与对照组相比，DEHP暴露后，生精小管的直径和生殖细胞层明显变小。

DEHP治疗后睾丸睾酮水平显著降低。Plzf和Stra8是减数分裂前表达的重要精子发生标志物。WB实验表明Plzf和Stra8这2个蛋白的丰度有显著差异

DEHP暴露诱导Nrf2介导的抗氧化功能障碍

DEHP引起的睾丸损伤与氧化应激密切相关。Nrf2是一种转录因子，可以调节下游基因，如NQO1、HO-1、SOD1和GPX。这些基因和蛋白质在抗氧化系统中起着重要作用。作者检测了Nrf2及其靶基因NQO1、HO-1、SOD1和GPX的蛋白表达水平。DEHP处理后，Nrf2表达显著下降且四个靶基因的表达均降低。在D250组中，GPX的表达与对照组相比有显著性差异。D500组4个靶基因均较对照组显著降低。

DEHP对睾丸细胞凋亡的影响

DEHP诱导的睾丸损伤被认为与细胞凋亡增加有关。在本研究中，与对照组相比，D250和D500组的凋亡细胞数量显著增加，随着剂量提升凋亡程度越来越强。

作者对凋亡信号途径中重要蛋白进行WB验证。与对照组相比，D500组的Caspase-3水平显著升高。两组Bcl-2和Bax表达则无显著性差异，但Bcl-2/Bax比值均显著下降且D500组下降幅度更大。

DEHP暴露改变睾丸mRNA m6A水平

随着DEHP浓度的增加，青春期前时期睾丸中total RNA整体的m6A修饰水平显著增加。对m6A甲基化相关酶的mRNA表达水平进行分析，如“writer”（METTL3、METTL4、METTL14和WTAP）、“readers”（YTHDC1、YTHDC2、YTHDF1、YTHDF2和YTHDF3）和“erasers”（ALKBH5和FTO）。

结果表明，与对照组相比，YTHDC2水平均显著升高，FTO水平均显著降低。

DEHP暴露显著提升Nrf2上m6A修饰水平

通过m6A-IP-qPCR（拓展阅读：关于m6A-IP-qPCR和RIP-qPCR公开课问题集锦）对Nrf2上三个不同的m6A修饰位点所在区域进行验证后发现，随着DEHP浓度上升，Nrf2的m6A修饰水平也显著提升。

总结

DEHP可引起青春期前时期睾丸损伤，其特点是睾丸组织学紊乱，睾酮浓度降低，生精标志物表达下调。DEHP暴露可增强氧化应激相关基因表达，从而抑制Nrf2介导的抗氧化途径，并伴有睾丸组织凋亡的增加。DEHP还能增加RNA整体m6A修饰水平，改变两个重要的甲基化酶FTO和YTHDC2的表达。此外，Nrf2上的m6A修饰随着DEHP暴露水平的增加而增加。因此作者认为，DEHP诱导的大鼠青春期前时期睾丸损伤和氧化应激与通过抑制Nrf2介导的抗氧化反应有关。

相关阅读