赤霉酸暴露对SD大鼠青春期发育的影响

王小燕，陈静，柏丁丁，程微波，黄毅娜,*

1. 四川大学华西公共卫生学院，成都 6100002. 四川省农业厅安全中心，成都 610000

赤霉酸暴露对SD大鼠青春期发育的影响

王小燕1，陈静2，柏丁丁1，程微波1，黄毅娜1,*

1. 四川大学华西公共卫生学院，成都 6100002. 四川省农业厅安全中心，成都 610000

赤霉酸是目前国内外使用极其广泛的一种植物生长调节剂，但是针对其发育毒性的数据依然较少。本文探讨了赤霉酸暴露对SD大鼠青春期发育的影响。参考国内外环境内分泌干扰物危害的评价方法，将144只初断乳SD大鼠按体重随机分为4组，分别为对照组和1、10、100 mg·kg-1bw剂量组，采用经口灌胃方式对雄鼠连续染毒28 d，雌鼠连续染毒21 d。暴露结束后检测大鼠的体重、食物利用率、雄鼠包皮分离时间/雌鼠阴道开口时间、血清生化指标、脏器系数及组织病理学的变化。研究结果表明，与对照组相比，仅10和100 mg·kg-1bw剂量组雄鼠的肌酐水平显著升高(P<0.01)，100 mg·kg-1bw剂量组雌鼠谷丙转氨酶水平有显著升高(P<0.01)。而与对照组相比，所有剂量组均未观察到大鼠的体重、食物利用率、雄鼠包皮分离时间/雌鼠阴道开口时间、脏器系数等指标有显著性差异的改变(P>0.05)，组织病理学结果亦显示大鼠重要器官无损害性改变。因此，在本试验给予的剂量范围内赤霉酸染毒不会对SD大鼠青春期发育产生显著影响。

赤霉酸；SD大鼠；发育毒性

Received19 July 2016accepted4 December 2016

Abstract: Although gibberellic acid has been widely used as a plant growth regulator worldwide, the researches on the developmental toxicity remain still limited. The present study therefore investigated the influence of gibberellic acid exposure on the pubertal development of SD rats. Based on the evaluation methods of the hazards of environmental endocrine disrupting chemicals, 144 weanling SD rats were randomly divided into four groups by weight. The rats were given 0, 1, 10, 100 mg·kg-1bw dosage of gibberellic acid in distilled water through gavage, respectively, and the treatments were conducted every day to male rats for 28 d and to female rats for 21 d. In the end of the exposure, the data of the rats’ weights, the food utilization rates, the foreskin separation time of male rats/the vaginal opening time of female rats, the serum biochemical indicators, the viscera coefficients and the histopathological changes were collected. The results showed that the levels of the creatinine significantly increased in the male rats with an addition of 10 or 100 mg·kg-1bw of gibberellic acid when compared with the control group (P < 0.01). Meanwhile, the ALT levels significantly increased (P < 0.01) in 100 mg·kg-1bw gibberellic acid treated female rats. On the other hand, no significant differences of the rats' weight, the food utilization rates, the foreskin separation time of male rats/the vaginal opening time of female rats and the viscera coefficients in all exposure doses groups were observed when compared with the control groups (P > 0.05). Moreover, the histopathological results showed that vital organs of all of the rats were normal. Hence, it was suggested that gibberellic acid in the present experimental dose range might not lead to a remarkable influence on the puberty of SD rats.Keywords: gibberellic acid; SD rats; developmental toxicity

赤霉酸，又名920，分子式为C19H22O6，其分子结构与体内类固醇激素相似，具有诱导无子果实的形成、提高座果率、改善果实品质、防止落花落果、促进果实早熟、延迟果树花期、增加果品贮藏能力、打破休眠等调控作用[1]。基于具有众多的生理学功能，赤霉酸已经成为了国内外使用极其广泛的一种植物生长调节剂，在培育植物抗逆新品种及提高农作物产量等方面发挥重要作用。

赤霉酸被认为是最安全的生长调节剂之一，动物急性毒性试验基本无毒性反应[2]，但对大鼠进行赤霉酸亚慢性染毒后，动物出现了心脏、肾脏、脾等器官中的超氧化物歧化酶上升，提示了氧化损伤的存在[3-4]。对赤霉酸安全性研究[5-6]显示，赤霉酸具有一定的发育毒性、致畸作用和致癌效应。湛进等[7]研究显示，赤霉酸具有促进仔鼠出生后生长发育的作用。但关岚等[8]研究发现，赤霉酸对SD雌鼠的生长发育没有明显的影响。目前，有关赤霉酸的内分泌干扰作用仍存在争议。本文参考美国EPA的内分泌干扰物甄别标准程序，初步探讨了暴露赤霉酸对初断乳大鼠青春期发育的影响，为评价其内分泌干扰毒性提供基础数据。

1 材料与方法(Materials and methods)

1.1 样品

赤霉酸，购于四川龙蟒福生科技有限责任公司，纯度为90%，试验时样品采用蒸馏水配制和稀释。

1.2 实验动物及饲养

选择初断乳(出生后21 d)的SPF级SD大鼠144只，雌雄各半，体重为45～48 g，由四川省中医药科学院实验动物中心提供，动物合格证号：SCXK(川)2013-19。实验动物在四川大学华西公共卫生学院实验动物中心屏障级(IVC)动物房[许可证号：四川省实验动物管理委员会SYXK(川)2013-011号]内饲养，室温为20～22 ℃，相对湿度为45%～70%。实验过程中，动物可自由摄食、饮水。

1.3 主要仪器与试剂

超净生物工作台(苏州净化设备有限公司)，AU-400型全自动生化分析仪(日本奥林巴斯公司)，酶标仪(MK3，美国热电公司)，电子天平(BSA223S，德国赛多利斯公司)等。大鼠促甲状腺激素(TSH)、甲状腺激素(T4)和睾酮(TESTO)ELISA 试剂盒(上海蓝基生物科技有限公司)。

1.4 试验方法

将144只初断乳的SPF级SD大鼠按体重随机分为对照组和1、10、100 mg·kg-1bw赤霉酸染毒组，每组36只，雌雄各半。于每天上午10:00动物空腹时，采用经口灌胃方式进行染毒，染毒容积为5 mL·kg-1，雄鼠连续染毒28 d，雌鼠连续染毒21 d。实验期间，每天称量大鼠体重，并检查雄鼠包皮分离情况和雌鼠阴道开口情况。

雄鼠第28天/雌鼠第21天染毒灌胃2 h后处死，取血清用全自动生化分析仪测肝功、肾功，酶联免疫吸附剂测定法(ELISA法)测定TSH、T4、TESTO含量，迅速分离甲状腺、肝、肾上腺、垂体、睾丸，称重并计算脏器系数(脏器系数=脏器湿重/空腹体重×100%)。取甲状腺、肝、肾上腺、垂体、肾、睾丸、卵巢等组织用10%甲醛固定后进行组织病理学观察。

1.5 实验数据统计

所有数据先经 Excel 整理后用SPSS19.0软件进行统计学分析，多组比较采用方差齐性检验和单因素方差分析(One-Way ANOVA)。进一步进行组间两两比较时，若方差齐，采用Dunnett-t检验；若方差不齐，采用Games-Howell检验。以P<0.05为差异有显著统计学意义。

2 结果 (Results)

2.1 一般情况

在实验期间，对照组和3个剂量组大鼠的摄食、饮水、大小便正常，生长发育情况和一般表现良好，未观察到明显行为改变和中毒表现。仅10 mg·kg-1bw剂量组有1只雄鼠显示生长发育迟缓，体重减轻，且在实验开始的第7天打斗致死，经解剖未发现异样。

2.2 赤霉酸对大鼠体重和食物利用率的影响

各组大鼠在整个实验期间的体重和食物利用率结果见表1和表2。由表1和表2可见，相比于对照组，各剂量组大鼠的体重及食物利用率差异均无统计学意义(P>0.05)，表明赤霉酸染毒对SD大鼠的体重和食物利用率无明显影响。

表1 赤霉酸对SD大鼠体重的影响Table 1 The effect of gibberellic acid on body weight of SD rats ( ±S)

注：体重单位为g。

Note: the unit of body weight is g.

表2 赤霉酸对SD大鼠食物利用率的影响Table 2 The effect of gibberellic acid on food utilization rate of SD rats (±S)

表3 赤霉酸对雄鼠包皮分离/雌鼠阴道开口时间的影响Table 3 The effect of gibberellic acid on foreskin separation time of male rats and vaginal opening time of female rats (±S)

2.3 赤霉酸对雄鼠包皮分离/雌鼠阴道开口时间的影响

不同剂量赤霉酸对雄鼠包皮分离/雌鼠阴道开口时间的影响见表3。由表3可见，各剂量组雄鼠的包皮分离时间/雌鼠的阴道开口时间与对照组比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.4 赤霉酸对大鼠血清中T4、TSH、TESTO含量的影响

不同剂量赤霉酸对大鼠血清中T4、TSH、TESTO含量的影响见表4。由表4可见，各剂量组T4、TSH、TESTO水平与对照组比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。

表4 赤霉酸对SD大鼠血清中T4、TSH、TESTO含量的影响Table 4 The effect of gibberellic acid on T4，TSH， TESTO in serum of SD rats (±S)

2.5 赤霉酸对大鼠生化指标的影响

不同剂量赤霉酸对大鼠血液生化指标的影响见表5。由表5可见，10、100 mg·kg-1bw剂量组雄鼠肌酐(CREA)水平显著高于对照组(P<0.01)；100 mg·kg-1bw剂量组雌鼠谷丙转氨酶(ALT)水平显著高于对照组(P<0.01)；赤霉酸各剂量组的其余生化指标与对照组比较，均无显著性差异(P>0.05)。

2.6 赤霉酸对大鼠脏器系数的影响

不同剂量赤霉酸对大鼠脏器系数的影响见表6和表7。由表6和表7可见，各剂量组大鼠的脏器重量以及脏器系数与对照组相比，均无显著性差异(P>0.05)。

表5 赤霉酸对SD大鼠血清生化指标的影响Table 5 The effect of gibberellic acid on serum biochemical indicators of SD rats (± S)

注： ALT是谷丙转氨酶，AST为谷草转氨酶，TP为总蛋白，ALB为白蛋白，BUN为尿素氮，CREA为肌酐，CHO为胆固醇。**与阴性对照比较 有显著性差异(P<0.01)。

Note: ALT for alanine aminotransferase, AST for aspartate aminotransferase, TP for total protein , ALB for albumin, BUN for blood urea nitrogen, CREA for creatinine, CHO for cholesterol. Compared with the control group,**, P < 0.01.

表6 赤霉酸对SD雄鼠脏器重量(g)及系数(%)的影响Table 6 The effect of gibberellic acid on viscera weight (g) and coefficient (%) of SD male rats (±S)

表7 赤霉酸对SD雌鼠脏器重量(g)及系数(%)的影响Table 7 The effect of gibberellic acid on viscera weight (g) and coefficient (%) of SD female rats (±S)

2.7 组织病理学检测结果

雄鼠各剂量组中除发现极个别动物存在肝糖原蓄积、肾局灶间质纤维化外，其余组织病理学观察均未见明显异常。雌鼠各剂量组中除发现极个别受检动物肝糖原蓄积、慢性肾盂炎外，其余组织病理学观察也均未见明显异常。上述组织虽出现某种病变，但发生例数甚少，且对照组也时有发生，不具规律性。因此，这些脏器的病变属于动物自发性病变，与赤霉酸染毒无关。附雄鼠睾丸、雌鼠卵巢的组织病理图片，见图1～4。

3 讨论(Discussion)

全球性人群研究提示儿童青春期发育有提前趋势，而环境内分泌干扰物(EDCs)可通过发挥拟/抗雌激素、拟/抗雄激素效应或直接作用于垂体-下丘脑-性腺轴从而影响青春期发育[9]。赤霉酸，作为一种环境雌激素，具有众多的生理学功能，已成为目前国内外使用极其广泛的一种植物生长调节剂。但其对人群青春期发育的影响尚存在争议。

本文通过给予刚断乳的SD大鼠赤霉酸，探讨赤霉酸对大鼠青春期发育的干扰效应，为赤霉酸的安全性应用提供依据。本试验研究结果发现，各剂量组大鼠的生长状况都表现良好，相比于对照组，各剂量组大鼠的体重、食物利用率、脏器系数等指标并无明显变化。试验中观察的雄鼠包皮分离时间和雌鼠阴道开口时间是观察外源化合物干扰青春期发育的可靠指标[10-11]，雄鼠包皮分离、雌鼠阴道开口标志大鼠进入青春期阶段。本试验研究结果显示，各剂量组雄鼠包皮分离时间和雌鼠阴道开口时间与对照组相比差异均无统计学意义，雄鼠睾丸和雌鼠卵巢的病理结果也均未见异常，说明在本试验给予的剂量范围内，赤霉酸不会影响大鼠的青春期启动时间，对生殖器官也无明显影响。虽然与对照组相比，10和100 mg·kg-1bw剂量组雄鼠的CREA水平显著升高，100 mg·kg-1bw剂量组雌鼠ALT水平显著升高，但其水平仍在正常参考值范围内[12]，且组织病理学检查均未发现异常，可能与代谢搅动有关，并没有生物学意义，更无毒理学意义。综合上述各项生物学指标的结果表明，在本试验给予的剂量范围内赤霉酸染毒不会对SD大鼠青春期发育产生显著影响。

图1 对照组雄鼠睾丸 (HE染色，×100)Fig. 1 Testes of male rat in the control group (HE staining, ×100)

图2 100 mg·kg-1 bw剂量组雄鼠睾丸(HE染色，×100)Fig. 2 Testes of male rat in the 100 mg·kg-1 bw dosage group (HE staining, ×100)

图3 对照组雌鼠卵巢(HE染色，×100)Fig. 3 Ovary of female rat in the control group (HE staining, ×100)

图4 100 mg·kg-1 bw剂量组雌鼠卵巢(HE染色，×100)Fig. 4 Ovary of female rat in 100 mg·kg-1 bw dosage group (HE staining, ×100)

目前，美国食品中农药残留限量标准和日本农产品农药残留限量标准规定水果和蔬菜中赤霉酸的最高残留限量为0.2 mg·kg-1，而我国目前还未出台相应的农产品限量标准。本试验中给予大鼠赤霉酸最高剂量为100 mg·kg-1bw，高达儿童可能摄入的4×104倍。儿童年龄2～10岁，平均体重17.6 kg，平均每日果蔬消费量约215.8 g，假设我国果蔬中赤霉酸的最高残留量约为0.2 mg·kg-1，估算出儿童平均每日可能最高摄入赤霉酸0.0025 mg·kg-1bw，没有发现对大鼠青春期发育有不良影响，充分说明该限量标准的安全性，我国亦可以借鉴，以填补我国赤霉酸残留限量为零的空白。

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◆

TheInfluenceofGibberellicAcidExposureonthePubertalDevelopmentofSDRats

Wang Xiaoyan1, Chen Jing2, Bai Dingding1, Cheng Weibo1, Huang Yina1,*

1. Sichuan University West China School of Public Health, Chengdu 610000, China2. Sichuan Provincial Agricultural Department of Security Center, Chengdu 610000, China

10.7524/AJE.1673-5897.20160719001

2016-07-19录用日期2016-12-04

1673-5897(2017)3-652-06

X171.5

A

黄毅娜(1976-)，女，博士，副教授，研究方向为卫生毒理学。

王小燕(1991-)，女，在读研究生，研究方向为食品毒理学，E-mail：xiaoyanwang105@foxmail.com

*通讯作者(Corresponding author)， E-mail: m18483636173@163.com

王小燕, 陈静, 柏丁丁, 等. 赤霉酸暴露对SD大鼠青春期发育的影响[J]. 生态毒理学报，2017, 12(3): 652-657

Wang X Y, Chen J, Bai D D, et al. The influence of gibberellic acid exposure on the pubertal development of SD rats [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2017, 12(3): 652-657 (in Chinese)