塑料成分双酚A影响线虫生育力,沈伟课题组深入解析景况类雌激素诱发卵子DNA损伤的新机制

作者:澳门新葡亰登录入口    发布时间:2020-01-27 12:21    浏览:179 次

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作者:刘海英 来源:科技日报 发布时间:2020/1/13 9:46:34 选择字号:小 中 大 塑化剂如何影响生殖功能?引起过多的DNA断裂

近日,青岛农业大学动物科技学院沈伟教授课题组在国际生物医学重要学术期刊《细胞死亡与疾病》发表关于邻苯二甲酸二辛酯暴露影响卵母细胞减数分裂发生和DNA损伤及修复的研究论文。

塑料成分双酚A影响线虫生育力 美国哈佛大学医学院研究人员日前报告说,他们通过研究秀丽隐杆线虫发现,塑料中的化学成分双酚A能杀死线虫的胚胎,破坏线虫染色体,降低其生育能力。秀丽隐杆线虫是现代发育生物学、遗传学和基因组学研究的重要动物模型。研究人员发现,与普通秀丽隐杆线虫相比,暴露于双酚A环境中的秀丽隐杆线虫,其性细胞前体的特定DNA修复过程被削弱,其卵细胞前体的染色体出现瓦解、破碎,最终导致胚胎死亡和后代数量下降。这项研究发表在美国《国家科学院院刊》上。研究人员认为,这一发现揭示了双酚A可能影响生殖的一种机制。双酚A是一种广泛应用于塑料制造的化学物质,饮料瓶等塑料容器和包装物中大多含有这一物质。双酚A是否危害健康的争论由来已久。一些研究认为,双酚A在人体内可能会发挥类似雌激素的作用,扰乱人体代谢过程。动物实验显示,双酚A可能与乳腺、前列腺和生殖系统疾病有关,还可能诱发某些癌症。但美国食品和药物管理局认为,人体含有少量双酚A不足以危害健康。不过,美国卫生与公众服务部今年1月曾表示,美国政府将提供3000万美元,资助开展动物实验和临床研究,在18个月至两年内就双酚A对儿童健康的潜在影响开展更广泛的探索。更多阅读*PNAS*发表论文摘要

科技日报华盛顿1月11日电 美国研究人员9日在《公共科学图书馆遗传学》杂志上发表研究报告称,一种常用的塑化剂邻苯二甲酸二异辛酯会在线虫生殖过程中引起过多的DNA断裂,并干扰修复系统的运作,从而导致卵子形成和胚胎早期发育的缺陷。这一新机制的发现对于理解DEHP对人类生殖健康的影响具有重要意义。

该研究利用卵子体外发生模型,阐述了一种塑化剂DEHP暴露影响卵母细胞早期发生和第一次减数分裂DNA损伤的分子机制。这是沈伟课题组继2017年3月在毒理学领域TOP期刊《Archives of Toxicology》发表DEHP暴露危害卵子发育论文后的又一成果。研究生刘京才为这两篇论文第一作者,沈伟教授为通讯作者。该研究得到了国家重大科学研究计划项目和国家自然科学基金项目的资助。

DEHP是目前使用范围最广的一种塑化剂,每年全球总产量高达400万吨,人们会通过玩具,服装、食品包装、医疗器械、个人护理用品等各种产品接触到它。有大量研究表明,暴露于DEHP会导致男女各种生育问题,但到目前为止,科学家还无法确认该化学物质是如何发挥其有害作用的。

DEHP作为一种环境雌激素类似物,被人们广泛接触,并可引发非常严重的生殖健康问题。已有大量研究结果表明,接触这些环境类雌激素将危害人的生殖健康,导致不孕不育症的发生。沈伟课题组利用卵母细胞体外发生模型,研究了DEHP暴露对卵母细胞早期发生过程中第一次减数分裂进程的影响,发现DEHP暴露能够显著抑制第一次减数分裂粗线期到双线期的转变,并通过影响减数分裂重组过程中粗线期检验点的激活进而损害了DNA双链断裂修复能力。在卵母细胞后续发生阶段,这种DNA损伤修复缺陷导致过多的卵母细胞发生凋亡、卵母细胞和颗粒细胞间隙连接形成异常和原始卵泡形成抑制。另外,微阵列分析也显示,DEHP暴露影响了细胞凋亡和性腺发育相关基因的表达,且也会影响细胞间信号转导以及质膜、细胞外基质和离子通道功能等方面的基因表达。这些研究结果提示,怀孕期间要避免暴露DEHP,防止DEHP对胎儿卵巢发育的损害。

此次,美国哈佛大学医学院和纽约州卫生署的研究人员对DEHP暴露对秀丽隐杆线虫生殖功能的影响进行了研究。他们发现,DEHP会在线虫细胞减数分裂过程中造成过多的双链DNA断裂,并干扰修复系统的运作,使这些断裂无法得到适当的修复,最终会影响染色体形态,导致卵子中染色体数目不正确,胚胎存活能力下降。

近些年来,沈伟教授课题组一直致力于环境类雌激素对卵母细胞发生的危害及其挽救的研究,在国际重要期刊发表了一系列的学术论文,阐述了环境类雌激素通过与雌激素的竞争性作用影响卵泡和卵母细胞发育的分子机制。如果能正确理解环境类雌激素影响卵母细胞发生的机制并建立危害发生的有效阻断方法,将为人类生殖健康提供重要的理论支持。

分析显示,这些线虫仅处于低水平的DEHP暴露和代谢就会受到影响。这表明,即使是少量的DEHP也能破坏细胞的减数分裂。

图:DEHP暴露诱发卵母细胞DNA损伤及广泛的基因表达紊乱

秀丽隐杆线虫是研究人类遗传学和生物学的常见模式生物,其模型很有借鉴意义。研究人员表示,他们的新研究提供了有关环境中DEHP水平如何损害动物生殖系统的新见解,对于进一步理解DEHP是如何影响人类生殖健康的具有重要意义。这一研究也提醒人们,要重视DEHP污染问题,必须要减少DEHP的使用或寻找更安全的替代品,以最大程度地降低人体暴露于这种化学物质的风险。

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