MC-LR对雌性小鼠动情周期和血清性激素水平的影响*

韩知峡，陈羿，崔琰，张春莲，张青碧

(1四川医科大学公共卫生学院环境卫生与劳动卫生教研室，四川泸州646000；2四川省都江堰市疾病预防控制中心)

MC-LR对雌性小鼠动情周期和血清性激素水平的影响*

韩知峡1，陈羿2，崔琰1，张春莲1，张青碧1

(1四川医科大学公共卫生学院环境卫生与劳动卫生教研室，四川泸州646000；2四川省都江堰市疾病预防控制中心)

目的：观察微囊藻毒素-LR(MC-LR)对雌性小鼠动情周期和血清性激素水平的影响，为阐明MC-LR的生殖毒性提供依据。方法：雌性5周龄昆明小鼠80只，按随机法分为4组：生理盐水对照组，MC-LR低剂量染毒组（5 μg/kg）、MC-LR中剂量染毒组（10 μg/kg）、MC-LR高剂量染毒组（15 μg/kg），每组20只，采用腹腔注射方法染毒，每日一次，连续染毒15d。检测小鼠的动情周期，血清雌激素（E2）、孕激素（P）、促卵泡激素(FSH)、促黄体生成素(LH)等激素水平的变化。结果：与生理盐水对照组相比，MC-LR中、高剂量染毒组小鼠动情间期及动情周期延长，血清E2、P激素水平降低，LH、FSH激素水平上升，差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论：MC-LR干扰雌激素和孕激素分泌，使动情周期紊乱，具有一定程度的生殖毒性。。

MC-LR；动情周期；雌激素；孕激素

近年来，淡水屡屡出现富营养化和蓝藻爆发现象，其中蓝藻水华产生的微囊藻毒素（Microcystins， MCs)污染分布最广、频率最高、危害也最严重。MCs主要为由蓝藻微囊藻、鱼腥藻、颤藻和念珠藻等产生的次级代谢物[1]。其中研究比较深入的亚型是MC-LR。经饮水途径接触被MC-LR污染的水是人群MCs暴露的最主要途径[2]，但常规饮用水处理工艺和煮沸均不能完全去除MCs[3]。关于MCs的研究以往多集中于其在肝脏的累积和毒作用机制[4]，现在有学者发现性腺是仅次于肝脏的第2个靶器官[5]，并且MCs可以在性腺中转运和蓄积[6]，引起了学术界对MCs的生殖发育毒性的关注。本研究试以雌性小鼠为研究对象，探究MC-LR对雌性小鼠动情周期和血清性激素水平的影响，为阐明MC-LR的生殖毒性提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

健康清洁级5周龄昆明种雌性未交配小鼠，体重(20±2)g，由四川医科大学实验动物中心提供，许可证号SYXK（川）2013-065。

1.2 主要试剂与仪器

MC-LR标准品（瑞士Alexis公司）相对分子质量为995.2，纯度95%；苏木素-伊红（HE）染液（南京建成生物工程研究所）；雌二醇（E2）、孕激素（P）、促黄体生成素（LH）、促卵泡刺激素（FSH）荧光磁微粒酶免法检测试剂盒（日本Tosoh corporation）。全自动酶免疫测定装置AIA1800（日本东曹株式会社）。

1.3 动物分组及处理方法

实验小鼠适应性饲养1周后，选取生理周期规律且处于动情期的健康雌性小鼠80只，按随机法分为4组：生理盐水对照组；MC-LR低剂量染毒组（5 μg/ kg）；MC-LR中剂量染毒组（10 μg/kg），MC-LR高剂量染毒组（15 μg/kg），每组20只。在屏障环境下分笼饲养，室温（22±2）℃，湿度50%～70%，光照12 h/ d。动物自由摄食和饮水。用腹腔注射方法染毒，每晨一次，染毒后暴露小鼠阴道，用蘸有少许生理盐水的无菌小棉签在阴道侧壁处轻轻刮取分泌物少许，薄而均匀地涂于玻片上，用95%乙醇固定，HE染色后显微镜下观察，以判定动情，持续15 d。实验第15 d将处于非动情期的小鼠断头取血，用以检测血清E2、P、LH、FSH等激素水平的变化，实验方法及操作程序均按说明书步骤进行。取血后，进行大体解剖观察，剖取卵巢，称重并记录。

动情周期可分为4个阶段，分别是动情前期、动情期、动情后期与动情间期[7]。动情周期判断标准[8]：动情前期涂片可见大量有核上皮细胞、少量角化上皮细胞；动情期满视野角化细胞；动情后期可见角化上皮细胞及白细胞；动情间期可见大量白细胞及少量黏液。

1.4 统计方法

2 结果

2.1 MC-LR对雌性小鼠动情周期的影响

结果显示：MC-LR对小鼠动情周期的影响在第10 d和14 d差异有统计学意义（P＜0.05，见表1）。与生理盐水对照组相比，MC-LR中、高剂量染毒组均能观察到雌性小鼠动情周期延长（P＜0.001）及动情间期延长（P＜0.05，见表2）。

表1 MC-LR对雌性小鼠动情期的影响（n=20）

表2 MC-LR对雌性小鼠动情周期的影响（n=20）

2.2 MC-LR对雌性小鼠血清E2和P激素水平的影响

与生理盐水对照组相比，MC-LR低剂量、中剂量和高剂量染毒组均能显著抑制血清E2、P激素水平（P＜0.001，见表3）。

表3 MC-LR对雌性小鼠E2、P激素水平的影响（n=10）

2.3 MC-LR对雌性小鼠血清FSH和LH激素水平的影响

与生理盐水对照组相比，MC-LR低剂量染毒组能显著升高LH激素水平（P＜0.001），FSH激素水平没有统计学差异（P＞0.05）。MC-LR中、高剂量染毒组血清LH、FSH激素水平均有上升（P＜0.001，见表4）。

表4 MC-LR对雌性小鼠血清LH、FSH水平的影响（n=10）

3 讨论

雌性小鼠在性成熟时会出现动情周期，在动情周期的不同阶段，由于受到雌激素、孕激素的影响，阴道黏膜会发生较典型的周期性变化。雌激素使阴道黏膜细胞增生、角化，孕激素使阴道黏膜细胞加快脱落[8]。因此能通过观察阴道涂片的细胞学改变，来判断小鼠动情周期变化是否正常，从而推断出性腺生殖功能的正常与否。通过观察小鼠15 d(相当于3个动情周期)的染毒发现，与生理盐水对照组相比，MC-LR中、高剂量染毒组均能观察到雌性小鼠动情间期及动情周期延长。动情前期和后期分别是卵巢排卵和黄体生成分泌孕酮的时期，动情周期的紊乱可能提示MC-LR影响排卵及黄体的形成、分泌和功能的发挥。

对于雌性动物而言，正常的生殖内分泌功能有赖于完整而又协调的下丘脑-垂体-卵巢轴神经分泌系统。同时性激素对垂体前叶的分泌是一种反馈调节。下丘脑的促性腺激素释放激素促进垂体细胞分泌FSH和LH，FSH促进卵巢的卵泡发育，LH促进成熟的卵细胞分泌雌激素和孕激素。随着成熟卵泡细胞增多，颗粒细胞分泌E2的增强，通过反馈途径抑制垂体的FSH分泌[9]。在排卵后，黄体细胞在分泌雌激素的同时，也会分泌大量的孕激素，孕激素在排卵后5 d～10 d达到高峰，以后逐渐降低。孕激素主要在肝脏降解，然后产生的代谢产物随尿、粪便排出体外[10]。

通过本实验发现，与生理盐水对照组相比，MCLR低、中、高剂量染毒组血清E2，P激素水平均有下降，差异具有统计学意义。该结果表明MC-LR可能对雌性小鼠卵巢有直接毒性，可影响卵泡发育及排卵，致血清中E2和P激素呈低水平状态。

在本实验中，染毒组血清FSH水平（MC-LR低剂量染毒组除外）和LH水平明显高于对照组，差异均具有统计学意义，说明MC-LR可能干扰下丘脑-垂体-性腺轴某一环节，从而使垂体FSH和LH分泌增多。高水平的FSH和LH可诱导未成熟卵泡过早黄素化，但可能不足以诱导排卵，而导致动情周期紊乱。

1.Neilan BA,Pearson LA,Muenchhoff J,et al.Environmental conditions that influence toxin biosynthesis in cyanobacteria[J].Environmental Microbiology,2013,15(5)：1239–1253.

2.王伟琴，金永堂，吴斌，等.水源水中微囊藻毒素的遗传毒性与健康风险评价[J].中国环境科学,2010,30(4)：468-476.

3.吴和岩，郑力行，苏瑾，等.上海市供水系统微囊藻毒素LR含量调查[J].卫生研究,2005,34(2)：152-154.

4.王昊，徐立红.微囊藻毒素研究的当前进展和未来方向[J].水生生物学报,2011,35(3)：504-515.

5.Chen J,Xie P,Guo L,et al.Tissue distributions and seasonal dynamics of the hepatotoxic microcystins-LR and-RR in a freshwater snail(Bellamya aeruginosa)from a large shallow,eutrophic lake of the subtropical China.[J]. Environmental Pollution,2005,134(3)：423-430.

6.Zhou Y,Yuan J,Wu J,et al.The Toxic effects of microcystin-LR on rat spermatogonia in vitro[J].Toxicology Letters,2012,212(1)：48–56.

7.王洁，吴素慧，尚海霞.性成熟雌性SD大鼠动情周期的观察[J].当代医学,2013,19(28)：25-26.

8.李靖，李炫诚，吴云霞.确定小鼠动情周期的三种方法[J].实验动物科学,2007,24(3)：63-64.

9.潘云龙.细胞因子对下丘脑、垂体及靶腺功能的调节[J].国外医学内分泌学分册，1992，12(3)：126-128.

10.姚泰，吴博威.生理学[M].第6版.北京：人民卫生出版社，2003：384.

（2015-10-08收稿）

Effect of MC-LR on estrous cycle and levels of serum sexual hormones, estradiol and progesterone in female mouse

Han Zhixia，Chen Yi1，Cui Yan，Zhang ChunLian，Zhang Qingbi
The School of Public Health,Sichuan Medical University，Luzhou 646000，Sichuan Province,China；1Dujiangyan Center for Disease Control and Prevention

Objective：To study the effects of MC-LR on estrous cycle and serum levels of sexual hormones, estradiol and progesterone in female mouse in order to provide experimental evidence for reproductive toxicity of MC-LR.Methods：Eighty female Kuming mice were randomly divided into four groups(20 each).The four groups were control group(saline i.p),low dose MC-LR group(5μg/kg i.p),medium dose MC-LR group(10μg/kg i.p),and high dose MC-LR group(15μg/kg i.p).Mice were given MC-LR once a day for a total of 15 days.The estrous cycle and the levels of estradiol(E2),progesterone(P),Follicle-Stimulating Hormone(FSH),and Luteinizing hormone(LH)were analyzed.Results:After 15 days of treatment,the estrous cycle of medium and high dose groups lasted longer than that of control group(P＜0.05).The level of E2 and P in serum of the medium dose and high dose was significantly lower than that in control group(P＜0.05).The levels of the FSH and LH in serum of the medium and high doses were significantly higher than that in control group(P＜0.05).Conclusion：MC-LR induces toxic effects on reproductive system through prolongation of estrous cycle and inhibition of the secretion of estradiol and progestone.

MC-LR；Estrous cycle；Estradiol；Progesterone

R994.6；R-33

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2016.01.008

*四川省教育厅基金项目（13ZB0271）,泸州医学院基金项目(2013ZRQN063）

韩知峡（1981-），女，硕士，讲师

张青碧（1968-），女，硕士，教授。E-mail:qingbizhang@126.com