发育期暴露于人类相关PCB混合物:对断奶后小鼠膀胱中PCB同系物、代谢物和药物代谢酶的影响

Developmental exposure to a human-relevant PCB mixture: impacts on PCB congeners, metabolites, and drug-metabolizing enzymes in the bladder of post-weaning mice

作者信息Hui Wang, Alex Goskowicz, Audrey Spiegelhoff, Conner L Kennedy, Monica M Ridlon, Rachel F Marek, Hans-Joachim Lehmler, Kimberly P Keil Stietz
PMID42400643
发布时间2026-07-04
DOI10.1007/s00204-026-04498-6

实验完整度

中

包含体内动物暴露、组织分布检测和基因表达分析,但仅有限功能验证,未系统验证机制。

主要模型

雌性C57BL/6J小鼠 妊娠和哺乳期暴露模型 断奶后母鼠膀胱组织 断奶后母鼠尿液样本

重点核对

MARBLES PCB混合物剂量:0、0.1、1、6 mg/kg/d,经口暴露 暴露时间:交配前2周开始,持续整个妊娠和哺乳期,至收集时67±10天 膀胱样本:2-3只动物合并(每组n=2-4池),其他组织n=5-6只/组 RT-qPCR内参:膀胱用Ppia,肝脏用Pgk1 Cyp1a2 mRNA表达:高剂量组与对照组比较

摘要

许多女性受到下尿路功能障碍相关症状的困扰,包括尿失禁和膀胱过度活动症,尤其是在妊娠期间。虽然病因可能是多因素的,但环境因素,如暴露于多氯联苯(PCBs),已被证明会改变成年雌性小鼠的排尿功能。然而,在给予PCB混合物后,PCBs及其代谢物在膀胱和尿液中的分布,以及它们对膀胱药物代谢酶表达的影响,在很大程度上仍未得到探索。雌性C57BL/6J小鼠在妊娠和哺乳期间暴露于MARBLES PCB混合物(0、0.1、1和6 mg/kg/d),断奶后收集膀胱、尿液、血液、脂肪和肝脏,用于测量PCBs和OH-PCBs,以及肝脏和膀胱中细胞色素P450(Cyp)转录本的丰度。PCBs和OH-PCBs在所有组织中均以剂量依赖性方式被检测到。膀胱、脂肪和肝脏保留了母体PCBs,而OH-PCBs在尿液和血液中占主导地位。高剂量PCB组肝脏中Cyp1a2 mRNA丰度相对于载体组升高,在膀胱中也观察到相同的趋势。这些结果定义了暴露于MARBLES PCB混合物的断奶后母鼠膀胱和尿液中PCBs和OH-PCBs的特征,并为与更常研究的组织中的积累进行比较提供了参考。我们的结果还为肝脏和膀胱中Cyp1a2的调控提供了新的见解,这些变化可能在成年期环境暴露如何改变排尿功能中发挥作用。

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
妊娠和哺乳期暴露于MARBLES PCB混合物后,PCBs及其代谢物是否在断奶后母鼠膀胱中蓄积,以及是否影响膀胱和肝脏的药物代谢酶表达?
核心机制
PCBs在膀胱中蓄积并以母体形式为主,而OH-PCBs在尿液中占主导;PCB暴露可能通过AHR激活上调肝脏和膀胱Cyp1a2表达。
主要证据
使用GC-MS/MS检测膀胱、尿液、血液、脂肪和肝脏中PCBs和OH-PCBs,显示剂量依赖性蓄积;RT-qPCR显示高剂量组肝脏Cyp1a2 mRNA显著升高,膀胱呈相同趋势。
研究意义
定义了断奶后母鼠膀胱和尿液中PCBs和OH-PCBs的特征,为与更常研究组织的积累比较提供参考;为Cyp1a2在肝脏和膀胱中的调控提供新见解,提示环境暴露可能改变排尿功能。

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

动物暴露与样本采集

建立妊娠和哺乳期PCB暴露模型,获取断奶后母鼠组织样本。

雌性C57BL/6J小鼠经口暴露MARBLES PCB混合物,从交配前2周开始持续至断奶,收集膀胱、尿液、血液、脂肪和肝脏。

2

PCBs和OH-PCBs提取与检测

定量分析各组织中PCBs及其代谢物水平。

采用液液萃取法提取组织中的PCBs和OH-PCBs,经衍生化和净化后,用GC-MS/MS定量检测。

3

Cyp和Ugt基因表达分析

评估PCB暴露对膀胱和肝脏药物代谢酶mRNA表达的影响。

提取膀胱和肝脏RNA,逆转录为cDNA,用RT-qPCR检测Cyp和Ugt基因表达。

4

数据分析与统计

比较组间差异,评估剂量依赖性和组织分布特征。

使用GraphPad Prism进行统计分析,包括相似系数cos θ计算和qPCR数据正态性检验及组间比较。

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
硫酸酯酶(来源于Helix pomatia H-2型)Sigma-Aldrich--
Agilent 7890B气相色谱系统Agilent--
Agilent 7000D三重四极杆质谱仪Agilent--
SPB-Octyl毛细管柱Supelco--
Cytiva RNAspin分离试剂盒Fisher Scientific--
分子研磨树脂G Biosciences--
GoScript逆转录试剂盒Promega--
SsoFast EvaGreen预混液Bio-Rad--
CFX Maestro实时系统Bio-Rad--
有机花生油中的PCB混合物储备液Spectrum Organic Products, LLC--
花生酱Trader Joe's--
繁殖鼠饲料#2019和维护鼠饲料2020xTeklad--
氘代PCB30CDN Isotopes--

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
动物暴露
剂量:0、0.1、1、6 mg/kg/d;暴露途径:经口,混入花生酱;暴露时间:交配前2周开始,持续至断奶,67±10天
阅读提示:Methods 1.2 Animals and exposure
样本采集与处理
膀胱样本:2-3只动物合并成约50 mg池,n=2-4池/组;其他组织:n=5-6只/组;尿液:自由捕获或uroflow测试中收集
阅读提示:Methods 1.2 Animals and exposure
PCB和OH-PCB提取
提取方法:2-丙醇匀浆,乙醚/己烷萃取,0.1 M磷酸洗涤,重氮甲烷衍生化,硫酸-硅胶柱净化;代用品标准:PCB15、PCB117、4'-OH-PCB9、4-OH-PCB91、4'-OH-PCB159
阅读提示:Methods 1.3 PCB and OH-PCB extractions from tissues;Supplementary Information
GC-MS/MS分析
仪器:Agilent 7890B GC与7000D MS;色谱柱:SPB-Octyl(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm);前体/产物离子和碰撞能量见Supplementary Table S4
阅读提示:Methods 1.4 GC-MS/MS instrumental analysis;Supplementary Table S4
RT-qPCR
RNA提取试剂盒:Cytiva RNAspin;逆转录:350 ng RNA,GoScript试剂盒;qPCR:12 μL反应,SsoFast EvaGreen Supermix,引物浓度10 μM,退火温度见表S8;内参:膀胱Ppia,肝脏Pgk1;样本n=3-5只/组
阅读提示:Methods 1.6 RT-qPCR in the bladder and liver;Table S8