在AI诱导分化的人类气道上皮模型中,睫状体跳动频率和面积的自动化量化作为功能性终点

《Food and Chemical Toxicology》:Automated Quantification of Ciliary Beat Frequency and Area as Functional Endpoints in ALI-Differentiated Human Airway Epithelial Models

【字体: 时间:2026年02月28日 来源:Food and Chemical Toxicology 3.5

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  该研究评估了亚急性二噁英酯(DEP)暴露对雌性大白鼠甲状腺组织的遗传毒性和内分泌效应,发现剂量依赖性DNA损伤、氧化应激增强及甲状腺激素(T3、T4)水平下降和促甲状腺激素(TSH)升高,提示DEP对甲状腺有害,需限制环境暴露。

  
作者:Ay?e K?mürcü 和 Mehmet Cihan Yava?
土耳其马尔丁阿图克卢大学研究生教育研究所生物系

摘要

背景

邻苯二甲酸二乙酯(DEP)是一种常见的增塑剂,广泛用于化妆品和个人护理产品中,已知会引发氧化应激和内分泌紊乱。其广泛使用引发了人们对甲状腺毒性的担忧。

目的

本研究旨在通过检测甲状腺激素、氧化应激标志物、DNA损伤和组织病理学变化,评估亚急性DEP暴露对雌性Wistar白化大鼠甲状腺组织的遗传毒性和内分泌影响。

方法

28只雌性Wistar白化大鼠被分为四组(每组7只):对照组、100 mg/kg组、300 mg/kg组和600 mg/kg组。DEP通过口服方式给予,持续21天。使用彗星试验(Comet Assay)检测DNA损伤,测量氧化应激标志物(TAS、TOS、OSI),并通过ELISA测定血清中的TSH、T3和T4水平。同时监测体重并检查甲状腺组织的病理学变化。

结果

与对照组相比,T3和T4水平下降(P<0.05),TSH水平上升(P<0.05),TAS水平下降(P<0.05),而TOS和OSI水平上升(P<0.05)。彗星试验显示DNA损伤具有剂量依赖性(尾部DNA百分比,P<0.05)。在较高剂量的DEP作用下,甲状腺组织的病理学变化显著。

结论

亚急性DEP暴露会导致甲状腺组织出现剂量依赖性的遗传毒性、氧化应激和内分泌紊乱。这些发现强调了限制环境和人类接触DEP的必要性。

引言

甲状腺是调节新陈代谢、生长和能量平衡的主要内分泌器官(Tallini和Giordano,2018)。甲状腺激素,主要是三碘甲状腺原氨酸(T3)和甲状腺素(T4),对正常的生长和组织生理平衡至关重要(Nilsson和Fagman,2017)。甲状腺的滤泡细胞产生这些激素,而滤泡旁的C细胞分泌降钙素,有助于钙的调节(Mense等人,2018)。甲状腺激素的分泌受垂体分泌的促甲状腺激素(TSH)调控,该轴的紊乱可能导致严重的代谢功能障碍(Gül等人,2020)。甲状腺滤泡细胞容易受到化学物质的影响,外源性化学物质可能干扰激素合成和腺体结构。
内分泌干扰化学物质(EDCs)通过破坏激素信号通路对环境和人类健康构成重大风险。这些物质包括杀虫剂、增塑剂、工业化学品、金属和植物雌激素(Zoeller等人,2012;Yilmaz等人,2020)。除了雌激素或抗雄激素作用外,一些EDCs还可能与甲状腺激素系统和其他核受体相互作用,从而扰乱内分泌平衡(Diamanti-Kandarakis等人,2019)。邻苯二甲酸盐作为常用的增塑剂,在环境中广泛存在。通过食物、饮料、吸入和家用产品等途径的被动暴露与激素失衡、生殖毒性和发育障碍有关,这一结论得到了计算机模拟(in silico)、体外实验(in vitro)、体内实验(in vivo)以及有限流行病学数据的支持(Benjamin等人,2017;Mariana和Cairrao,2020)。
尽管已有研究表明DEP和其他邻苯二甲酸盐具有遗传毒性,但针对其对甲状腺影响的研究仍然有限(Al-Saleh等人,2017;Ping等人,2018)。
先前的实验和流行病学研究表明,邻苯二甲酸盐暴露,特别是邻苯二甲酸二乙酯(DEP),与循环中的甲状腺激素浓度(尤其是T3、T4和TSH)变化有关(Meeker等人,2007;Boas等人,2010)。动物模型显示,DEP和其他邻苯二甲酸盐暴露后甲状腺激素谱存在剂量和性别依赖性的改变(Shiraishi等人,2006;Barali?等人,2020),而人类研究则报告了邻苯二甲酸盐代谢物与甲状腺激素水平之间的负相关关系(Boas等人,2010;Meeker和Ferguson,2011)。然而,关于DEP暴露后甲状腺组织特异性损伤和遗传毒性影响的信息仍然很少(Al-Saleh等人,2017;Ping等人,2018)。
鉴于邻苯二甲酸盐可能干扰甲状腺激素调节并导致组织损伤,以及甲状腺在代谢平衡中的关键作用,评估DEP对甲状腺的具体危害至关重要。本研究旨在探讨不同剂量DEP暴露对雌性Wistar白化大鼠甲状腺组织的组织病理学和生化遗传毒性影响。预期这些结果将有助于理解邻苯二甲酸盐暴露对甲状腺功能的可能风险,并为评估其对人类健康的后果提供依据。

伦理批准

所有动物实验均遵循欧盟2010/63/EU指令进行,旨在保护用于科学目的的动物,并得到了迪克勒大学健康科学研究中心(Dicle University Health Sciences Research and Application Center)当地伦理委员会的批准(协议编号:2024/34)。实验所用动物由该中心提供,研究也在该中心完成。

测量动物体重

本研究开始和结束时大鼠的体重数据见表1。最初,第4组(DEP 600 mg/kg/天)的平均体重最高,而第1组和第3组的平均体重最低。试验结束时,对照组和第2组(DEP 100 mg/kg/天)的平均体重最高,第3组(DEP 300 mg/kg/天)的平均体重最低。
讨论
关于DEP的研究较少,大多数集中在生殖和发育方面。虽然DEP影响甲状腺功能的机制尚未完全明确,但据推测,邻苯二甲酸盐可能通过结合甲状腺激素转运蛋白或抑制甲状腺中的激素合成来降低激素的生物利用度。也有观点认为,邻苯二甲酸盐可能通过增加垂体中的TSH释放来刺激甲状腺。我们的研究结果表明……
局限性
本研究仅在鼠模型中进行,且剂量和持续时间有限,这限制了研究结果在人类甲状腺和其他暴露条件下的普遍适用性。此外,未测量与凋亡和炎症相关的特定分子标志物,仅使用了部分氧化应激参数、激素水平、DNA损伤和组织学评分;因此,DEP的分子机制尚未完全阐明。未来研究需要进一步探讨……
结论
本研究结果表明,亚急性DEP暴露可在实验条件下引起甲状腺相关参数的变化。观察到的变化表明,短期剂量依赖性的DEP暴露可能通过影响下丘脑-垂体-甲状腺轴的内分泌机制损害甲状腺功能。尽管实验剂量超过了标准环境暴露水平,但结果显示DEP引起的毒性特征……
CRediT作者贡献声明
Mehmet Cihan Yava?:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、监督、软件使用、资源准备、方法学设计、实验实施、数据分析、概念构建。Ay?e K?mürcü:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、监督、软件使用、资源准备、方法学设计、实验实施、数据分析、概念构建
未引用参考文献
Gao等人,2017;Kang等人,2010;Mense和Boorman,2018;Percie du Sert等人,2020;Yava?和Kilitci,2023;Yoldas等人,2025。
患者同意声明
财务利益
作者声明没有财务利益相关。
利益冲突
作者声明没有利益冲突
伦理批准
本文不包含任何作者参与的人类参与者研究。所有动物实验均遵循欧盟2010/63/EU指令进行,旨在保护用于科学目的的动物,并得到了迪克勒大学健康科学研究中心当地伦理委员会的批准(协议编号:2024/34)。
数据可用性
数据可应要求提供。
数据可用性声明
本研究生成的数据集可向相应作者索取。
允许复制其他来源的材料
临床试验注册
资金声明
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究。
致谢
我们感谢Fazile Cantürk Tan、U?ur ?eker、Gül ?ahika G?kdemir和?zzettin Tokta?在实验室中的分析支持。本研究基于我们在Mehmet Cihan Yava?指导下完成的硕士论文《邻苯二甲酸二乙酯(DEP)暴露对Wistar白化雌性大鼠甲状腺功能的遗传毒性影响的研究》(2025年6月30日,马尔丁阿图克卢大学,土耳其)。本研究得到了Mardin Artuklu的支持。
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