壬基苯酚誘導人類胎盤滋養層細胞氧化傷害及粒線體功能缺損

壬基苯酚（nonylphenol, NP）是常用的非離子型清潔劑，壬基苯酚聚乙氧基醇類非離子型界面活性劑（nonylphenol ethoxylate, NPEO）的最終產物。由於目前此類清潔劑使用數量龐大，NP在水環境中不易被分解。由於其構造和雌性激素類似，會產生類似雌性激素的作用。 在許多環境研究中也指出，壬基苯酚會造成雄性魚類生殖能力下降，甚至有中性魚的出現。
本實驗將探討壬基苯酚對人類胎盤滋養層細胞（trophoblast）粒線體功能的影響，並進一步探討壬基苯酚造成傷害的機制。在壬基苯酚刺激下，人類胎盤滋養層細胞的存活率有下降的趨勢，以1.5uM 壬基苯酚經24小時培養，其細胞存活率降低為對照組的51.54±16.65%。此外，經壬基苯酚刺激後，隨處理時間延長，細胞內活性氧族（reactive oxygen species, ROS）亦呈漸增的趨勢，並且對細胞造成氧化性傷害，包括脂質過氧化物（lipid peroxides）的產生。以1uM 壬基苯酚處理48小時後，經HPLC測得細胞內脂質過氧化物明顯增加55.92±14.54%。在粒線體產生ATP方面，經壬基苯酚刺激後，細胞內ATP產量隨著壬基苯酚濃度增加而有明顯的下降，經1.5uM 壬基苯酚，24小時處理後，則細胞內ATP的含量減少為對照組的64.80±17.05%。顯示壬基苯酚降低粒線體氧化磷酸化的能力。此外，我們又以real-time PCR探討粒線體DNA的拷貝數。結果發現，粒線體DNA拷貝數隨著壬基苯酚濃度的增加有稍減少的趨勢。我們更進一步發現，壬基苯酚可經由ROS的產生來使缺氧誘發因子-1a(hypoxia inducible factor-1a, HIF-1a）的蛋白表現穩定，在加入3 mM的L-NAC（ROS清除劑）後，HIF-1a蛋白表現明顯減少32%。以及壬基苯酚誘發誘導型一氧化氮合成酶（inducible nitric oxide sythase, iNOS）表現增加以及一氧化氮的產生。細胞經1uM 壬基苯酚處理8小時後，可觀察到iNOS蛋白表現增加58.00±7.94%；在24小時的時候，一氧化氮增加了23.27±6.91%。我們以Annexin V-FITC/Propidium iodide（PI）染色偵測細胞死亡情形，發現在2uM壬基苯酚處理細胞24小時候，有46.47±0.26%的細胞呈現向壞死（necrosis）現象，而有22.05±1.61%的細胞則是走向細胞凋亡（apoptosis）。我們還繼續探討壬基苯酚對ICR老鼠胚胎發育的影響。經1uM 壬基苯酚培養的受精卵，其孵化率（hatching rate）為87.50%；但是其胚胎外觀與對照組相比，則是有形狀不規則，且較破碎的情形發生。
綜合以上實驗結果顯示，壬基苯酚確實對人類胎盤滋養層細胞產生氧化傷害，並造成粒線體功能缺損，由此推測壬基苯酚可能造成胎盤的氧化傷害，進而影響到胚胎的存活及發育能力。