RF影响小鼠睾酮分泌的时间毒性及CaMKI/RORα通路在其过程中的作用

Radiofrequency fields (radiofrequency fields, RF) radiation is an important environmental electromagnetic pollutants with the rapid development of wireless communication technology and mobile phone users in the world. It has been reported that RF exposure may cause Testosterone （Testosterone， T）synthesis damage, and it is therefore important to clarify the route and mechanism of the RF damage. Circadian rhythms of the physiological and behavioral functions have been widely demonstrated in mammals, which result in different sensitivities of animals to toxicants and RF at different times of a day. This project is to study the circadian rhythm of T synthesis toxicity induced by RF with the combination of chronobiology and reproductive endocrine toxicology. The clock gene Bmal1 and their downstream testosterone synthesis regulatory protein StAR of rats exposed to RF will be ascertained by the RNAi and RTFQ-PCR test, and to associate the functions of CaMKI/RORα signaling pathway in Ledig cell in vitro with the T synthesis rhythm.The aim of the project is to ellucidate the mechanism underlying the chronotoxicity due to the exposure to RF, and to provide with new ways in prevention and treatment of the male T secretion malfunction caused by RF.

射频场(radiofrequenc fields, RF)辐射是一种重要的环境电磁污染物（EEPs），因无线通讯技术的快速发展,特别是全世界手机用户的急剧增加而备受关注。由于射频场暴露可能导致雄性激素睾酮分泌功能的损害，明确其作用途径和损伤机制迫在眉睫。已知哺乳动物的生理和行为的功能存在昼夜节律，机体在24小时中不同时相对毒物及射频场的敏感性不同。本项目采用时间生物学和生殖内分泌毒理学相结合的策略，研究射频场辐射对睾酮合成的昼夜时间毒性及其特征。通过RNAi和RTFQ-PCR实验等方法确定与射频场暴露昼夜时间毒性相关的生殖系统钟基因Bmal1及其下游睾酮合成调节蛋白StAR，并通过离体Ledig细胞研究CaMKI/RORα通路在其过程中的作用，从而阐明射频场暴露对睾酮合成功能昼夜时间毒性的产生机制。本研究将为射频场暴露引起睾酮合成功能损害的防治提供新的思路。

背景：射频场（radiofrequenc fields, RF）辐射是一种重要的环境电磁污染物，因无线通讯技术的快速发展，特别是全世界手机用户的急剧增加而备受关注。由于射频场暴露可能导致雄性睾酮分泌功能的损害，明确其作用途径和损伤机制迫在眉睫。已知哺乳动物的生理和行为功能存在昼夜节律，机体在24小时中不同时相对毒物及射频场的敏感性不同。方法：本项目采用时间生物学和生殖内分泌毒理学相结合的策略，通过Real-time PCR、Western Blot等方法探讨RF对雄性生殖激素睾酮合成的昼夜时间毒性及产生机制。研究结果：1. 一天内不同时间（CT2:00、CT6:00、CT 10:00、CT 14:00、CT 18:00、CT 22:00）分别给予1800 MHz的RF（200μw/cm2）暴露，30 天后各组小鼠血浆睾酮含量均有变化，尤以清晨RF6组下降更为明显；2. 以不同强度RF在CT6:00和CT18:00分别进行暴露，确认了RF对睾酮分泌具有昼夜时间毒性，清晨RF暴露较傍晚暴露更为敏感；3. 敏感时点CT6:00进行RF暴露，Real-time PCR 检测发现小鼠睾丸组织钟基因Bmal1、睾酮合成关键酶StAR和p450scc基因表达显著降低；4. RF暴露使原代Ledig细胞Bmal1和RORα基因表达水平下降，但CaMKI抑制剂KN93能恢复Bmal1和RORα表达；5. Ledig细胞进行RF暴露后，细胞内Ca2+浓度降低，CaMKI表达下调，但钙离子阻断剂可以翻转该效应；6. 以不同强度的RF在CT6:00和CT18:00进行每天2h暴露，30 天后发现清晨暴露组CaMKI和RORα均值显著降低，并与傍晚暴露组变化有显著差异。研究结论：射频场对雄性小鼠生殖激素睾酮的分泌具有昼夜时间毒性，清晨给予射频场暴露对小鼠睾酮分泌功能损伤更为严重，其机制可能与Ca2+-CaMKI-RORα-Bmal1-睾酮合成关键酶−睾酮这一通路有关。科学意义：1. 本研究阐明了射频场对睾酮分泌的昼夜时间毒性特点，找出最敏感时间窗，为射频场合理生产和使用提供重要参考，为其引起睾酮分泌功能损害的防治提供新的思路。 2. 筛选出与射频场引起雄性生殖功能的昼夜时间毒性相关的生殖系统钟基因及信号通路，初步阐明射频场引起睾酮分泌功能时间毒性的机制，为合理使用射频场提供重要的理论依据。

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