邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(MEHP)诱导的端粒结构与功能紊乱通过c-Myc及其上游转录因子介导小鼠精原细胞(GC-1)的细胞周期失调和凋亡

Mono-(2-ethylhexyl) Phthalate (MEHP)-Induced Telomere Structure and Function Disorder Mediates Cell Cycle Dysregulation and Apoptosis via c-Myc and Its Upstream Transcription Factors in a Mouse Spermatogonia-Derived (GC-1) Cell Line.

作者信息Fangji Zhou, Chengwei Guo, Lingqiao Wang, Guowei Zhang, Jia Wang, Weiyan Chen, Ke Cui, Yao Tan, Ziyuan Zhou
PMID37235262
期刊Toxics
发布时间2023-05-10
DOI10.3390/toxics11050448

实验完整度

中

包含体外细胞实验,检测了细胞活力、周期、凋亡、端粒长度、端粒酶活性及相关蛋白表达,并进行数据库筛选验证转录因子,但缺乏动物实验或临床样本验证。

主要模型

小鼠精原细胞系GC-1 spd (ts)细胞

重点核对

MEHP处理浓度:50、100、200、400 μM,处理48小时 细胞活力检测:CCK-8法,96孔板每孔10,000个细胞 细胞周期分析:PI染色后流式细胞术 凋亡检测:Annexin V-FITC/PI染色后流式细胞术

摘要

作为一种典型的环境内分泌干扰化学物(EDC),邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)被认为与生殖障碍有关,尤其是在男性中。越来越多的证据表明,多种EDC可能导致端粒结构和功能受损,这与男性不育有关。然而,DEHP对男性生殖细胞端粒的不利影响鲜有研究,相关机制仍不清楚。在本研究中,我们检测了DEHP的主要代谢物邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(MEHP)对小鼠精原细胞(GC-1)端粒功能障碍的影响,以及TERT和c-Myc在MEHP诱导的生精细胞损伤中的潜在作用。结果表明,MEHP以剂量依赖性方式诱导GC-1细胞活力抑制、G0/G1期细胞周期阻滞和凋亡。在MEHP处理的细胞中也观察到端粒缩短、端粒酶活性降低以及TERT、c-Myc和c-Myc上游转录因子表达下降。总之,可以得出结论,TERT介导的端粒功能障碍可能通过损害c-Myc及其上游转录因子,导致MEHP诱导的GC-1细胞G0/G1期细胞周期阻滞和凋亡。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
MEHP对小鼠精原细胞端粒结构和功能的影响及其机制,特别是TERT和c-Myc的作用。
核心机制
MEHP可能通过下调c-Myc及其上游转录因子(如CTCF、ESR1、C-JUN)的表达,抑制TERT表达,导致端粒缩短和端粒酶活性降低,从而引起G0/G1期细胞周期阻滞和凋亡。
主要证据
体外实验显示MEHP处理后GC-1细胞活力降低、G0/G1期阻滞、凋亡增加;端粒长度缩短、端粒酶活性降低、TERT表达下降;c-Myc和Max表达下降;上游转录因子CTCF、STAT3、ESR1、C-JUN、FOXA1的表达降低。
研究意义
研究丰富了MEHP诱导男性生殖损伤的分子机制,为预防PAEs类化合物所致的男性生殖毒性提供了新的视角和思路。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞活力检测

评估MEHP对GC-1细胞活力的影响。

使用CCK-8试剂盒检测不同浓度MEHP处理48小时后的细胞活力。

2

细胞周期和凋亡检测

探究MEHP诱导的细胞活力下降是否与细胞周期阻滞或凋亡相关。

使用PI染色结合流式细胞术检测细胞周期,Annexin V-FITC/PI染色结合流式细胞术检测凋亡。

3

细胞周期和凋亡相关蛋白检测

验证细胞周期阻滞和凋亡的分子变化。

通过Western blot检测细胞周期调节蛋白CDK4、CYCLIN D1和凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2的表达。

4

端粒长度和端粒酶活性检测

检测MEHP对端粒结构和功能的影响。

通过RT-qPCR测定相对端粒长度(T/S比),通过ELISA试剂盒测定端粒酶活性。

5

TERT及相关基因表达检测

评估MEHP对TERT及端粒结合蛋白复合物表达的影响。

通过RT-qPCR检测Tert及shelterin复合物(Trf1, Trf2, Pot1, Rap1, Tin2, Tpp1)的mRNA表达,通过Western blot检测TERT蛋白水平。

6

c-Myc及上游转录因子表达检测

探究MEHP对c-Myc及其上游转录因子的影响。

通过数据库筛选c-Myc上游转录因子,并通过RT-qPCR和Western blot检测c-Myc、Max以及CTCF、STAT3、ESR1、C-JUN、FOXA1的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯Sigma Aldrich4376-20-9
CDK4抗体Santa Cruz Biotechnologysc-56277
细胞周期蛋白D1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-8396
c-Myc抗体Cell Signaling Technology18583
Actin抗体Cell Signaling Technology8457S
Max抗体Abcamab199489
TERT抗体Biossbs-0223R
Bax抗体Biossbsm-52316R
Bcl-2抗体Biossbsm-52833R
CTCF抗体ABclonal TechnologyA19588
STAT3抗体ABclonal TechnologyA19566
ESR1抗体ABclonal TechnologyA12976
C-JUN抗体HuaAn Biotchnology Co., Ltd.ET1608-3
FOXA1抗体HuaAn Biotchnology Co., Ltd.ET1702-89
HRP标记的山羊抗兔IgGBeyotime Institute of BiotechnologyA0208
HRP标记的山羊抗小鼠IgGBeyotime Institute of BiotechnologyA0216
DMEM培养基HyClone--
胎牛血清文中未明确说明--
青霉素-链霉素文中未明确说明--
细胞计数试剂盒-8DOJINDO--
细胞周期与凋亡检测试剂盒Beyotime--
碘化丙啶文中未明确说明--
AccuriC6流式细胞仪BD Biosciences--
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒BD Pharmingen--
DNA/RNA提取试剂盒Omega Bio-Tek Inc.--
SYBR预混液文中未明确说明--
iScript cDNA合成试剂盒BIO-RAD--
IP裂解液Beyotime--
BCA蛋白浓度测定试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
增强化学发光检测试剂盒文中未明确说明--
小鼠端粒酶ELISA试剂盒meibiao--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与处理
细胞系:GC-1 spd (ts) 细胞;培养基:DMEM + 10% FBS + 1% 青霉素-链霉素;培养条件:37°C,5% CO2;MEHP浓度:50, 100, 200, 400 μM;处理时间:48小时;对照组:0.05% DMSO。
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Cell Culture and Treatment
细胞活力检测
细胞接种密度:10,000 cells/well(96孔板);处理时间:48小时;CCK-8孵育时间:2小时;检测波长:450 nm。
阅读提示:Materials and Methods 2.3 Cell Viability
细胞周期与凋亡检测
细胞周期:PI染色,孵育37°C 30分钟,流式检测;凋亡:Annexin V-FITC/PI染色,室温避光15分钟,流式检测。
阅读提示:Materials and Methods 2.4 Cell Cycle Assay 和 2.5 Apoptosis Assay
端粒长度与端粒酶活性
基因组DNA用量:20 ng;RT-qPCR反应体积:20 μL;端粒酶活性检测使用小鼠TE ELISA试剂盒。
阅读提示:Materials and Methods 2.6 Telomere Length Measurement 和 2.9 Telomerase Activity Measurement