膳食三文鱼摄入对青春期雄性Wistar Han大鼠二噁英毒性的调节作用及睾丸蛋白质组学影响

《Food and Chemical Toxicology》:Effects of dietary salmon intake on the toxicity of 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo- p-dioxin (TCDD) in peripubertal male Wistar Han rats.

【字体: 时间:2026年02月07日 来源:Food and Chemical Toxicology 3.5

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  本研究针对二噁英类污染物TCDD的生殖毒性机制,通过90天喂养实验探讨了含50%大西洋三文鱼的膳食对青春期雄性Wistar Han大鼠TCDD毒性的调节作用。研究发现200 ng/kg TCDD暴露虽未影响精子数量和睾酮水平,但通过蛋白质组学分析在睾丸组织中检测到247个差异表达蛋白(FDR<0.1),主要涉及氧化应激和线粒体功能紊乱。研究表明亚慢性TCDD暴露可诱导睾丸亚细胞应激反应,而三文鱼膳食在此实验条件下未显示缓解作用。

  
在环境污染与食品安全领域,二噁英类污染物始终是悬在人类健康上的达摩克利斯之剑。2018年欧洲食品安全局(EFSA)将二噁英及其类似物的每周耐受摄入量大幅下调至2 pg TEQ/kg体重,这一严苛标准的科学依据正是源于流行病学研究发现:青春前期暴露于二噁英的俄罗斯男孩,在成年早期出现了剂量依赖性的精子数量下降。更令人担忧的是,海产品作为人类膳食中二噁英的主要来源,同时又富含对生殖健康有益的营养成分,这种矛盾现象使得风险评估变得复杂。正是基于这样的背景,挪威海洋研究所的研究团队在《Food and Chemical Toxicology》上发表了一项创新性研究,通过动物实验探索三文鱼膳食能否缓解二噁英的生殖毒性。
研究人员采用2×2因子设计,将青春期Wistar Han大鼠随机分为四组:酪蛋白基础饲料组、含50%三文鱼蛋白饲料组,以及分别添加200 ng/kg TCDD的对应组别,持续喂养90天。实验过程中通过定期体重监测、饲料效率计算和血液学指标分析评估生理状态。关键技术方法包括:使用高分辨气相色谱-高分辨质谱(HRGC-HRMS)检测肝脏TCDD蓄积水平;通过血细胞计数仪分析血液学参数;采用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血浆睾酮浓度;利用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行睾丸和下丘脑组织的蛋白质组学分析;应用Ingenuity Pathway Analysis(IPA)软件进行通路富集分析。
3.1. 体重和生理参数
研究发现三文鱼膳食组大鼠体重增长显著高于酪蛋白组(边际均值326.2 g vs 302.0 g),且饲料效率更高,表明三文鱼提高了营养利用率。TCDD暴露导致肝脏相对重量增加,但未影响体重增长。血液学分析显示TCDD显著降低血红蛋白水平,而三文鱼膳食则提高了白细胞计数和平均红细胞体积。
3.2. TCDD暴露与吸收
肝脏TCDD检测证实实验暴露成功,酪蛋白-TCDD组和三文鱼-TCDD组的测量浓度分别为203 ng/kg和200 ng/kg,与设计剂量高度一致。虽然三文鱼组显示TCDD吸收降低趋势,但组间差异未达统计学显著性。
3.3. 精子数量和睾酮水平
令人意外的是,无论是TCDD暴露还是三文鱼膳食,均未对附睾精子数量和血浆睾酮水平产生显著影响。这一结果与部分先前研究存在差异,可能与本研究的暴露时机(青春期而非胚胎期)和给药方式(膳食暴露而非注射)有关。
3.4. 蛋白质组学分析
蛋白质组学结果揭示了重要发现:睾丸组织中247个蛋白质受TCDD显著调控(FDR<0.1),而下丘脑组织未见显著变化。通路分析显示TCDD主要影响RNA加工、核糖体质量控制、翻译终止等过程。毒理学通路特别指出氧化应激相关蛋白变化,包括谷胱甘肽二硫键还原酶(GSR)和微粒体谷胱甘肽S-转移酶(MGST1)上调,而过氧化物氧化还原酶(PRDX6)下调。线粒体功能障碍通路中9个蛋白发生改变,提示TCDD诱导线粒体功能紊乱。
研究结论表明,虽然亚慢性膳食TCDD暴露(平均26 ng/kg/天)未引起明显的生殖终点指标改变,但在分子水平上确实诱导了睾丸组织的氧化应激反应。三文鱼作为完整的海产品食材,在此实验条件下未显示出对TCDD毒性的显著缓解作用。这一发现为理解低剂量环境污染物暴露的生物学效应提供了新视角:即使在外观指标未受影响的情况下,分子水平的细微变化可能预示着潜在的健康风险。研究同时强调,在评估海产品风险-收益时,需要更深入地探索营养成分与污染物之间的复杂相互作用机制。
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