《Endocrine and Metabolic Science》：The possible meaning of tissue remodeling in the adrenal gland of the Eurasian beaver (
Castor fiber L.) – in vivo and in vitro chloroquine studies
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本研究针对水环境污染中氯喹(CQ)的生态毒理风险，以欧亚河狸肾上腺为模型，通过体内外实验探讨CQ对性激素合成酶(3β-HSD、P450 aromatase)、受体(AR、ER)及基质金属蛋白酶(MMP2/MMP9)的调控作用。结果揭示CQ通过抑制芳香化酶活性降低雌激素水平，同时调控AMPK/mTOR通路与N-cadherin表达，提示CQ可能通过性激素-MMP轴参与肾上腺组织重塑，为环境污染物内分泌干扰效应及肾上腺病理研究提供新视角。
随着工业与农业的快速发展，湿地和河岸栖息地的可用性正在减少和退化，这对水生生物构成了严重威胁。与此同时，药品和个人护理品等新兴污染物通过废水排放进入水环境，其中氯喹(Chloroquine, CQ)作为一种广泛使用的抗疟疾和自身免疫性疾病治疗药物，因其持久性、生物累积性和潜在生态毒性而备受关注。特别是在SARS-CoV-2大流行期间，CQ的过度使用和不当处置导致其在环境中的残留浓度升高，对水生生物群构成生态毒理学风险。河狸作为"新水域的工程师"，其生存环境正面临气候变化引起的水位变化、温度波动和食物供应变化等潜在压力源，这些因素往往与塑造河岸栖息地过程的改变相交织。
肾上腺作为应激反应的核心器官，在调节代谢、免疫功能、血压和应对压力源方面发挥着至关重要的作用。然而，关于环境化学品如何影响肾上腺生理功能，特别是对性激素信号通路和细胞外基质重塑的影响，目前知之甚少。尤其缺乏合适的研究模型来探讨水生生物肾上腺对环境污染物的响应机制。基于此，研究人员选择欧洲最大的啮齿动物——欧亚河狸作为研究对象，开展了一项结合体内外实验的创新性研究，相关成果发表在《Endocrine and Metabolic Science》上。
研究人员采用的主要技术方法包括：从波兰马佐夫舍地区采集成熟雌性河狸肾上腺组织；使用人肾上腺皮质癌细胞系(H295R)进行体外培养并施加50μM CQ处理；通过蛋白质印迹法(Western blotting)分析蛋白表达；采用免疫组织化学/免疫荧光技术进行蛋白定位；运用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测激素浓度。
3.1. 蛋白表达与定位
研究显示，在雌性河狸肾上腺皮质中，3β-羟基类固醇脱氢酶(3β-HSD)和P450芳香化酶(aromatase)主要分布于束状带(zona fasciculata, ZF)细胞的核周胞质中。雄激素受体(Androgen Receptor, AR)和雌激素受体(Estrogen Receptor, ER)则广泛表达于皮质和髓质细胞的细胞核内。蛋白质印迹分析证实这些蛋白在肾上腺中均有稳定表达。
3.2. 激素浓度测定
肾上腺组织中的睾酮和雌二醇浓度处于相近水平，分别为1.3±0.27 pg/0.1g组织和1.15±0.04 pg/0.1g组织，表明肾上腺可能是局部性激素调节的重要来源。
3.3. 基质金属蛋白酶特征
研究发现基质金属蛋白酶2(Matrix Metalloproteinase 2, MMP2)和MMP9均以潜活型和活化型形式存在于河狸肾上腺中，其中MMP2的表达量显著高于MMP9。免疫组织化学显示MMP2主要定位于皮质细胞胞质和细胞外基质，特别是在束状带和X带(zona X)，而MMP9则广泛分布于整个肾上腺的细胞外基质中。
3.4. CQ对激素通路的影响
体外实验表明，CQ处理显著降低了芳香化酶蛋白表达量(p<0.001)，导致雌激素水平显著下降(p<0.001)，但对3β-HSD表达和雄激素水平无显著影响。同时，CQ还引起了AR表达下调(p<0.001)和ER表达上调(p<0.001)，表明CQ对性激素信号通路具有复杂调控作用。
3.5. CQ对细胞粘附与信号通路的影响
CQ处理显著降低了N-钙粘蛋白(N-cadherin)的表达量(p<0.001)，同时抑制了雷帕霉素机制靶点(Mechanistic Target of Rapamycin, mTOR)及其S2448位点的磷酸化(p<0.001)。对于腺苷酸活化蛋白激酶(Adenosine Monophosphate-activated Protein Kinase, AMPK)，CQ虽然降低了其总蛋白量和T172位点磷酸化水平(p<0.001)，但提高了pAMPK T172/AMPK的比值(p<0.05)，提示CQ可能通过AMPK/mTOR通路影响细胞能量代谢和自噬过程。
3.6. CQ对MMPs的调控
CQ暴露增加了MMP2活性形式的表达量，同时降低了MMP9的表达(p<0.05)，表明CQ可能通过差异性调控MMPs参与细胞外基质重塑过程。
研究结论表明，欧亚河狸肾上腺皮质可作为研究环境污染物、应激反应和组织重塑的补充性非经典模型。CQ通过影响性激素合成与信号传导，调控MMPs活性，并改变AMPK/mTOR通路和N-cadherin表达，可能在肾上腺组织重塑中发挥重要作用。这些发现不仅为理解环境污染物对水生生物内分泌系统的影响提供了新见解，也为探索CQ在肾上腺相关疾病中的潜在应用价值奠定了基础。特别值得注意的是，CQ对雌激素信号通路和MMPs的调控作用提示其可能具有抗肿瘤特性，这为未来研究肾上腺皮质癌的治疗策略提供了新思路。然而，研究也存在一定局限性，如仅使用单一CQ浓度和暴露时间，未全面分析基本细胞过程和癌症相关指标，这些都需要在后续研究中进一步完善。
