《Environment & Health》：Black Phosphorus Nanosheets Penetrate the Blood–Testis Barrier and Induce Reproductive Toxicity in Male Mice
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本研究首次证实黑磷纳米片（BPNSs）能够穿透血睾屏障（BTB）并在雄性生殖系统内富集。通过28天亚急性暴露实验（0.1/1 mg/kg/天），发现BPNSs通过干扰睾酮（T）合成关键酶（StAR、Cyp17a1、3β-HSD、17β-HSD）及芳香化酶（Cyp19a1）表达，破坏性激素稳态；同时损伤血睾屏障紧密连接蛋白（ZO-1、Occludin），诱发生精细胞凋亡（Bax/Bcl-2失衡、Caspase-3激活），最终导致精子参数异常与生精功能障碍。该研究为二维纳米材料的生殖毒性评估提供了关键证据。
材料与方法
研究通过液相剥离法制备黑磷纳米片（BPNSs），透射电镜显示其不规则片层结构，动态光散射测定横向尺寸为238.4 nm，Zeta电位为-29.4 mV（图1）。将雄性BALB/c小鼠分为对照组、0.1 mg/kg（近似每日允许摄入量）和1 mg/kg（职业暴露水平）BPNSs灌胃组，连续暴露28天。采用高光谱成像与伊文思蓝（EB）荧光显色法分析BPNSs在睾丸组织的分布及血睾屏障通透性。
BPNSs暴露诱发雄性生殖毒性
与对照组相比，BPNSs暴露组睾丸及附睾指数无显著变化，但精子浓度显著降低，畸形率剂量依赖性升高（图2D-E），精子总活力与前进运动能力同步下降（图S1）。血清激素检测显示睾酮（T）水平显著上升，雌二醇（E2）和抗缪勒管激素（AMH）水平降低，T/E2比值异常升高（图2F-I），表明内分泌稳态失衡。
BPNSs在睾丸组织的富集与屏障穿透性
高光谱成像证实BPNSs可穿透血睾屏障，在生精小管间质区以离散点状信号富集（图3）。EB荧光染色显示1 mg/kg组生精小管内出现明显染料渗出（图5A），提示血睾屏障完整性受损。qPCR与Western blot进一步验证紧密连接蛋白ZO-1、Occludin的基因及蛋白表达均显著下调（图5B-D），免疫荧光显示ZO-1在血睾屏障处的连续性中断（图5E）。
睾丸组织病理损伤与生精细胞凋亡
H&E染色可见BPNSs暴露组生精上皮排列紊乱、细胞层数减少、生精细胞脱落（图4A）。生精上皮厚度与Johnsen评分显著降低（图4B-C），精原细胞、精母细胞及精子数量均减少（图4D-G）。TUNEL染色显示凋亡细胞数量随剂量增加而上升（图8A-B），Western blot检测到促凋亡蛋白Bax、Cleaved-Caspase 3表达上调，抗凋亡蛋白Bcl-2下调（图8C-E）。同时，睾丸组织丙二醛（MDA）水平升高而谷胱甘肽（GSH）下降，提示氧化应激参与凋亡调控（图S2）。
转录组学揭示毒性机制
RNA-seq分析发现BPNSs暴露组差异表达基因富集于“类固醇代谢过程”“凋亡调控”等通路（图6E）。qPCR与Western blot证实StAR、Cyp17a1、3β-HSD、17β-HSD表达上调促进睾酮合成，而芳香化酶Cyp19a1下调抑制T向E2转化（图7A-C），最终导致睾酮累积与雌激素合成受阻。
讨论与展望
本研究首次系统阐明BPNSs通过血睾屏障穿透性、性激素合成干扰及生精细胞凋亡三条通路诱发雄性生殖毒性。未来需进一步开展慢性暴露实验与跨代生殖效应研究，为二维纳米材料的生物安全评价提供理论依据。
