氟化物诱导绵羊颗粒细胞线粒体功能障碍和内质网应激驱动凋亡的分子机制研究

推荐：本研究针对氟化物暴露导致的雌性动物生殖毒性问题，通过体外培养绵羊颗粒细胞(GCs)，揭示了NaF通过诱发氧化应激（ROS/MDA/GSH失衡）和内质网应激(ERS)（BIP/PERK/ATF6通路激活），导致线粒体膜电位(MMP)下降及细胞凋亡的分子机制。研究为防治氟中毒生殖损伤提供了新靶点。

　　

氟化物作为广泛存在的环境污染物，其生殖毒性日益受到关注。既往研究多集中于骨骼和牙齿损伤，而对雌性生殖系统的影响机制尚不明确。绵羊作为高敏感性家畜，在氟污染地区常出现繁殖力下降，但氟化物如何通过损伤卵巢颗粒细胞(GCs)导致生殖功能障碍仍是未解之谜。甘肃农业大学兽医学院的研究团队在《Economics》发表的最新研究，首次系统阐明了氟化物通过氧化应激-内质网应激(ERS)双通路诱导线粒体功能障碍的分子机制。

研究采用原代绵羊GCs模型，通过NaF梯度暴露实验结合RNA-Seq技术展开机制探索。关键实验技术包括：透射电镜(TEM)观察超微结构、JC-1检测线粒体膜电位(MMP)、qRT-PCR/Western blot验证基因蛋白表达、划痕实验评估细胞迁移，并运用抗氧化剂NAC和ERS抑制剂GSK2656157进行干预。

研究结果揭示：

1. 细胞培养与处理：成功建立原代GCs培养体系，NaF处理导致细胞形态异常和凋亡特征。

2. Hoechst 33258染色：3-4 mM NaF组细胞核浓缩碎裂，凋亡率显著升高(P<0.001)。

3. 划痕实验：NaF显著抑制GCs迁移能力，24小时愈合率从对照组的60%降至<20%。

4. 氧化应激指标：NaF组ROS和MDA水平激增3倍，GSH下降50%，线粒体出现肿胀空泡化。

5. 氧化应激机制：CAT/SOD1/GPX1表达被抑制，NAC干预可逆转这种效应(P<0.01)。

6. ERS激活：BIP/PERK/ATF6蛋白表达上调2-3倍，GSK2656157可显著抑制该通路。

7. RNA-Seq分析：差异基因富集于氧化应激、ERS和代谢通路，PPI网络显示GPX/SOD家族与ERS关键蛋白存在互作。

讨论部分指出，这是首次在绵羊GCs中证实氟化物通过"ROS-ERS-线粒体损伤"级联反应导致生殖毒性。内质网扩张和线粒体空泡化等超微结构改变，与临床观察到的动物繁殖障碍高度吻合。研究创新性发现：1) NAC通过恢复CAT/SOD1/GPX1表达缓解氧化损伤；2) GSK2656157通过抑制PERK/ATF6通路改善线粒体功能。这些发现不仅为氟中毒生殖保护提供潜在干预靶点，也为环境污染物风险评估建立了可靠的GCs体外模型。

该研究的临床应用价值在于：为高氟地区家畜繁殖力下降提供了分子解释，提示抗氧化剂和ERS抑制剂可能成为防治新策略。未来需进一步开展动物实验验证，并探索氟化物对卵母细胞成熟的影响，以全面评估其生殖风险。