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双酚A(Bisphenol A,BPA)是一种分布广泛的环境内分泌干扰物(Environmental endocrine disruptors,EEDs),具有类雌激素效应。BPA作为重要有机化工原料,常用于生产许多生活用品、电子设备、医疗用具等,致使人们无意识暴露于BPA污染之中。研究发现BPA可穿过胎盘屏障和血脑屏障,对胚胎发育和脑组织造成不可忽视的威胁。根据课题组前期试验数据和查阅BPA毒性效应相关文献发现,BPA暴露可导致胚胎发育毒性和神经发育毒性,但其毒性机制尚未完全阐明。为进一步探究BPA毒性机制,本试验采用P19胚胎瘤细胞(P19 embryonal carcinoma cells,P19 cells)作为体外试验模型,从以下两个方面展开研究。1 BPA对P19细胞干性功能的影响本试验选用P19细胞作为细胞模型,选取不同浓度的BPA(0、0.01、0.1、1、10和100μM)暴露P19细胞24 h。光学显微镜观察细胞形态变化;CCK-8检测BPA对细胞活性和增殖的影响。采用Western Blot和qRT-PCR检测干细胞干性转录因子Oct4、Sox2和Nanog及Notch1和Jagged1信号分子蛋白表达及基因水平相对表达量。免疫荧光观察Notch1和Sox2蛋白共定位表达和Jagged1、Oct4和Nanog蛋白定位表达。添加Notch1抑制剂DAPT,采用Western Blot检测抑制Notch1后BPA对Jagged1配体及干性转录因子蛋白表达水平的影响。试验结果:(1)与对照组相比,低浓度BPA处理组P19细胞形态无明显变化,100μM BPA处理组细胞出现聚集成团,胞体变圆,死细胞数量增多;低浓度BPA促进P19细胞增殖,100μM BPA抑制P19细胞增殖。(2)与对照组相比,BPA处理组P19细胞Oct4、Sox2和Nanog蛋白表达及基因水平上升(P<0.05)。(3)BPA处理组P19细胞Notch1蛋白及其配体Jagged1蛋白表达上升(P<0.05);BPA处理组P19细胞Notch1及Jagged1基因表达趋势不明显,没有剂量依赖性。(4)与对照组相比,10μM BPA处理组P19细胞Notch1和Sox2蛋白共定位荧光强度增强,其他处理组无明显变化;所有BPA处理组P19细胞Jagged1、Oct4和Nanog蛋白荧光强度均增强。(5)与单独BPA处理组相比,DAPT和BPA共同处理组Notch1和Nanog蛋白表达水平下降(P>0.05);Jagged1、Sox2和Oct4蛋白表达水平显著下降(P<0.01)。以上结果说明BPA可能通过激活Notch1信号分子及其配体Jagged1调控P19细胞干性转录因子Oct4、Sox2和Nanog蛋白表达水平,从而影响其干性功能。2 BPA对P19细胞定向神经细胞分化能力的影响维甲酸诱导P19细胞向神经细胞分化建立神经发育模型。采用不同浓度BPA(0、0.1、1和10μM)暴露P19细胞定向神经细胞的分化过程,探究BPA对P19细胞定向神经细胞分化能力的影响。诱导P19细胞形成神经球第2和4 d,光学显微镜观察神经球形态、数量和面积;定向神经分化的第7 d观察神经元样细胞形态。用Western Blot和qRT-PCR检测P19细胞诱导形成神经球Nestin、Pax6和Map2蛋白表达及基因水平相对表达量,检测P19细胞分化形成神经元样细胞Map2、NeuN、Tuj3和Gfap蛋白及基因水平相对表达量。免疫荧光检测神经球Nestin、Pax6和Map2及神经元标记蛋白Tuj3和NeuN蛋白定位表达。试验结果:(1)与对照组相比,诱导第2 d,10μM BPA处理组神经球外周不规则;诱导第4 d,对照组神经球呈现内心致密,表面光滑,1和10μM BPA处理组神经球表面粗糙。诱导第2和4 d,BPA处理组神经球体积变小(P<0.05)。(2)诱导第4 d收集细胞,1和10μM BPA处理组神经球Nestin蛋白表达下降(P<0.05);Nestin蛋白荧光强度减弱。BPA处理组神经球Pax6蛋白表达及基因水平上升(P<0.05);Pax6蛋白荧光强度增强。BPA处理组神经球Map2蛋白表达水平水平下降;Map2蛋白荧光强度减弱。(3)分化第7 d,对照组神经样细胞数量丰富,突触较长;1和10μM BPA处理组神经样细胞数量较少,突触较短。高浓度BPA处理组神经标记蛋白Map2、Tuj3和NeuN蛋白表达及基因水平下降(P<0.05);Tuj3和NeuN蛋白在BPA处理组荧光强度减弱,神经元样细胞突起数量减少、长度缩短。(4)BPA处理组星型胶质细胞标记蛋白Gfap蛋白表达及基因水平上升,尤其在10μM BPA处理组表达水平显著上升(P<0.01)。结果表明BPA可以降低P19细胞分化为神经元样细胞的能力。综上所述,BPA可通过激活P19细胞Notch1信号分子及其配体Jagged1,上调细胞干性转录调控因子Oct4、Sox2和Nanog蛋白和基因表达水平;添加Notch1抑制剂DAPT,可抑制这些蛋白表达上升。提示BPA可通过激活Notch1信号分子干扰P19细胞干性功能。在P19细胞定向神经细胞分化过程中暴露BPA,使神经分化标志蛋白Nestin、Map2、Tuj3和NeuN蛋白表达水平下降,星型胶质细胞标记蛋白Pax6和Gfap蛋白表达水平上升。提示BPA抑制P19分化形成神经元的能力,影响P19细胞分化命运。