In the past 50 years, testosterone (T) level in men has declined gradually. In this research, we discovered that acute exposure to 1-nitropyrene (1-NP), an environmental stressor from polluted atmosphere, reduced T contents by downregulating steroidogenic proteins in mouse testes and Leydig cells. Acute 1-NP exposure caused GCN2 activation and eIF2α phosphorylation, a marker of integrated stress, in mouse testes and Leydig cells. GCN2iB, a selective GCN2 kinase inhibitor, and siGCN2, the GCN2-targeted short interfering RNA, attenuated 1-NP-induced reduction of steroidogenic proteins in Leydig cells. Mechanistically, mitochondrial membrane potential was reduced and ATP5A, UQCRC2, SDHB and NDUFB8, four OXPHOS subunits, were reduced in 1-NP-exposed Leydig cells. Cellular mitochondrial respiration was inhibited and ATP production was reduced. Moreover, mitochondrial reactive oxygen species (ROS) were elevated in 1-NP-exposed Leydig cells. The interaction between GCN2 and uL10, a marker of ribosome stalling, was observed in 1-NP-exposed Leydig cells. MitoQ, a mitochondria-targeted antioxidant, attenuated1-NP-evoked ATP depletion and ribosome stalling in Leydig cells. Moreover, MitoQ suppressed 1-NP-caused GCN2 activation and eIF2α phosphorylation in Leydig cells. In addition, MitoQ alleviated 1-NP-induced steroidogenic inhibition in mouse testes. In conclusion, mitochondrial ROS-mediated ribosome stalling and GCN2 activation are partially involved in environmental stress-induced steroidogenic inhibition in testes.

在过去的 50 年里，男性的睾酮 (T) 水平逐渐下降。在这项研究中，我们发现急性暴露于 1-硝基芘 (1-NP)（一种来自污染大气的环境压力源）可通过下调小鼠睾丸和睾丸间质细胞中的类固醇生成蛋白来降低 T 含量。急性 1-NP 暴露在小鼠睾丸和 Leydig 细胞中引起 GCN2 活化和 eIF2α 磷酸化，eIF2α 磷酸化是综合应激的标志物。GCN2iB（一种选择性 GCN2 激酶抑制剂）和 siGCN2（GCN2 靶向短干扰 RNA）减弱了 1-NP 诱导的睾丸间质细胞中类固醇生成蛋白的减少。机制上，线粒体膜电位降低，ATP5A、UQCRC2、SDHB 和 NDUFB8，四个 OXPHOS 亚基，在 1-NP 暴露的 Leydig 细胞中降低。细胞线粒体呼吸受到抑制，ATP 产生减少。而且，暴露于 1-NP 的 Leydig 细胞中线粒体活性氧 (ROS) 升高。在暴露于 1-NP 的 Leydig 细胞中观察到 GCN2 和 uL10（核糖体停滞的标志物）之间的相互作用。MitoQ 是一种靶向线粒体的抗氧化剂，可减轻 Leydig 细胞中 1-NP 诱发的 ATP 消耗和核糖体停滞。此外，MitoQ 抑制了 Leydig 细胞中 1-NP 引起的 GCN2 活化和 eIF2α 磷酸化。此外，MitoQ 减轻了小鼠睾丸中 1-NP 诱导的类固醇生成抑制。总之，线粒体 ROS 介导的核糖体停滞和 GCN2 激活部分参与了环境应激诱导的睾丸类固醇生成抑制。在暴露于 1-NP 的 Leydig 细胞中观察到。MitoQ 是一种靶向线粒体的抗氧化剂，可减轻 Leydig 细胞中 1-NP 诱发的 ATP 消耗和核糖体停滞。此外，MitoQ 抑制了 Leydig 细胞中 1-NP 引起的 GCN2 活化和 eIF2α 磷酸化。此外，MitoQ 减轻了小鼠睾丸中 1-NP 诱导的类固醇生成抑制。总之，线粒体 ROS 介导的核糖体停滞和 GCN2 激活部分参与了环境应激诱导的睾丸类固醇生成抑制。在暴露于 1-NP 的 Leydig 细胞中观察到。MitoQ 是一种靶向线粒体的抗氧化剂，可减轻 Leydig 细胞中 1-NP 诱发的 ATP 消耗和核糖体停滞。此外，MitoQ 抑制了 Leydig 细胞中 1-NP 引起的 GCN2 活化和 eIF2α 磷酸化。此外，MitoQ 减轻了小鼠睾丸中 1-NP 诱导的类固醇生成抑制。总之，线粒体 ROS 介导的核糖体停滞和 GCN2 激活部分参与了环境应激诱导的睾丸类固醇生成抑制。