长期低剂量接触TDCPP会通过增强秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的生殖细胞凋亡来降低其生殖能力，这种凋亡与DNA损伤的激活有关

郑淑丹|李尚进|张冰|赵少杰

中国江苏省无锡市214002，江南大学附属医院无锡市妇幼保健院

摘要

三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯（TDCPP）引起了越来越多的关注，由于其广泛的使用和分布，可能对人类生殖健康构成暴露风险。然而，其对生殖系统的毒性仍很大程度上未知。本研究以秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）为动物模型，探讨了长期低剂量暴露下TDCPP引起的生殖毒性及其相关机制。研究发现，在0.1-10 μg/L的TDCPP暴露下，幼虫数量和孵化卵数显著减少，同时性腺臂的相对面积和长度也明显下降。此外，TDCPP暴露还促进了生殖细胞凋亡，下调了ced-9基因的表达，同时上调了ced-3、ced-4和egl-1基因的表达；同时加剧了生殖细胞DNA损伤，伴随clk-2、cep-1和hus-1基因的表达上调。计算毒理学研究（包括分子对接和分子动力学模拟）表明，TDCPP可以通过氢键等相互作用有效地嵌入CLK-2和HUS-1蛋白的活性口袋中，从而增强蛋白质构象的稳定性。因此，本研究通过促进生物体内的DNA损伤相关生殖细胞凋亡，揭示了TDCPP在环境相关浓度下的生殖毒性。

引言

三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯（TDCPP）作为一种氯化芳基磷酸酯，常见于多种易燃材料中，如泡沫、电子产品和建筑材料[1]、[2]、[3]。一些报告显示，TDCPP广泛存在于地表水、沉积物、灰尘甚至人体组织中[4]、[5]。例如，在中国厦门和青岛周围的海水中检测到的TDCPP浓度为24-377 ng/L[5]，而在母乳和尿液中的浓度分别为5.3 ng/g和1.36 ng/mL[7]、[8]，这提示其对生殖健康可能存在影响。

秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）是一种重要的模式生物，因其生命周期短、透明度高、生物系统研究广泛以及具有很强的繁殖能力而常用于生态毒性分析[9]。该线虫对多种环境毒素和压力具有高度敏感性，因此是评估毒理学和进行信号传导研究的理想模型[10]、[11]。TDCPP在环境中的浓度范围为几ng/L到数百μg/L[12]，但其在这种浓度下的生殖毒性仍不明确。

本研究利用秀丽隐杆线虫作为动物模型，探讨了TDCPP在预测环境浓度下的生殖毒性。我们通过观察幼虫数量和孵化卵数来评估生殖能力，并通过测量性腺臂的相对面积和长度来评估性腺发育情况。使用吖啶橙染色法检测生殖细胞凋亡，WS1433菌株用于检测生殖细胞DNA损伤。研究结果表明，长期低剂量TDCPP暴露会通过促进DNA损伤来诱导生殖细胞凋亡，从而抑制生殖能力。

章节摘录

试剂

三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯（TDCPP，编号13674-87-8，纯度>99%）购自MedChemExpress（中国上海）。TDCPP用二甲基亚砜（DMSO）溶解，配制成浓度为1 g/L的储备溶液。K缓冲液的配制方法如下：2.4 g KCl、3.0 g NaCl，加蒸馏水至最终体积1000 mL。这是一种常用的缓冲液，用于基于液体的秀丽隐杆线虫实验中，以维持正常的线虫生理状态而不提供营养物质。

TDCPP暴露降低了生殖能力

我们通过两个指标评估了TDCPP暴露对生殖能力的影响。TDCPP暴露（0.1-10 μg/L）显著降低了幼虫数量和孵化卵数（见图2A–B），表明在预测的环境浓度下，TDCPP确实会降低线虫的生殖能力。

TDCPP暴露影响了性腺发育

通过DAPI染色观察了TDCPP暴露后的性腺发育情况。研究发现，TDCPP暴露（0.1-10 μg/L）显著降低了性腺的相对面积和长度。

讨论

已有研究表明TDCPP可能对培养的GC2细胞和斑马鱼具有生殖毒性[18]、[19]，但在环境相关浓度下的具体生殖毒性及其机制仍需进一步研究。秀丽隐杆线虫是研究生殖毒性的经典动物模型。本研究重点探讨了在环境相关浓度下长期暴露于TDCPP后的生殖毒性变化。

结论

总体而言，本研究利用秀丽隐杆线虫作为动物模型，分析了TDCPP对生殖能力的影响。TDCPP暴露浓度在0.1-10 μg/L时抑制了生殖能力。从发育角度来看，0.1-10 μg/L TDCPP处理后的线虫生殖能力下降可能与性腺发育受损有关。从细胞层面来看，0.1-10 μg/L TDCPP处理后线虫生殖能力下降与生殖细胞凋亡增加相关。

作者贡献声明

李尚进：负责撰写初稿、软件使用、方法设计、实验实施、数据分析及数据整理。郑淑丹：负责撰写初稿、方法设计、实验实施、数据整理。张冰：负责撰写、审稿与编辑、项目监督、资金申请、数据整理及概念构思。赵少杰：负责撰写、审稿与编辑、项目监督、资源协调、资金申请、数据整理及概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了无锡医学发展学科项目（FZXK2021008）的资助。