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左正宏、何承勇团队在环境污染与生殖健康领域研究取得新进展

日期: 2025-05-20 访问数:

2025515日,左正宏、何承勇教授团队在Environmental Health Perspectives上发表题为Evaluating the Effects of Neburon Exposure on Ovarian Folliculogenesis Using Zebrafish and Mouse Granulosa Cell Line的研究论文,该研究首次发现了芳香烃受体(Ahr)激动活性类农药草不隆(Neburon)对雌性生殖系统的影响,揭示了抗缪勒管激素(Amh)在农药诱导卵泡发育异常中的重要作用,为Ahr激动活性类污染物引发的卵巢发育损伤的作用机制提供了新见解。

正常的卵泡发育过程在很大程度上决定了卵母细胞的质和量,而卵母细胞是限制女性生育力的关键因素。多囊卵巢综合征(PCOS)和卵巢早衰(POF)是育龄期女性的两种主要生殖内分泌疾病,均以卵泡发育障碍为特征。许多因素可影响卵泡发生,环境污染是一个重要因素。研究表明,空气污染与卵泡发育呈负相关,而包括污染物在内的环境应激源已被证明严重影响配子质量。

配体与Ahr结合后,形成复合物发生核转位,转录调节一系列生理生化过程。特别是,Ahr在雌性性腺发育和成熟的各个阶段(包括卵泡发育和成熟、类固醇生成、激素分泌和排卵)中发挥调节作用。课题组前期利用机器学习、报告基因细胞和转基因斑马鱼对我国常用的777种农药进行筛查和验证,发现草不隆是一种较强的Ahr激动剂。草不隆是一种目前广泛使用,且被认为是高效、低毒、低残留的新型农药。因此,该研究将草不隆作为Ahr激动剂类新型农药的典型代表,采取环境相关浓度(0.1110 μg/L)全生命周期暴露实验,以探究其对卵泡发育的影响及其致毒机制。

研究结果显示,在暴露后的斑马鱼体内中并没有检测到草不隆的残留;该团队推测草不隆发生降解,继而发现它的4种代谢产物有体内均有残留并表现出剂量效应;进一步利用转基因鱼验证发现这些代谢物均具有Ahr激动活性,提示该农药的长期环境健康风险。而且,草不隆暴露后,斑马鱼呈现出不同时期卵泡比例的改变及卵母细胞质量下降, 并伴随Amh水平上调,表明草不隆造成了斑马鱼卵泡发育异常。


转录组学、免疫组化、ELISA等联合分析表明,草不隆暴露通过诱导Amh/Bmpr2a通路上调,加速卵泡发育进程,导致原始卵泡减少、成熟卵泡异常积累;同时,草不隆暴露抑制了促卵泡激素(Fsh)受体介导的胰岛素样生长因子结合蛋白(Igfbps)拮抗作用,引发卵泡闭锁增加等卵巢发育异常。进一步,该研究利用Amh/Bmpr2a双杂合突变斑马鱼开展机制验证,结果发现草不隆暴露引起的生殖毒性表型均被显著逆转,表明Amh/Bmpr2a通路在草不隆诱导的卵泡发育异常中的关键作用。

然而,草不隆是如何通过Ahr调控Amh水平上升的呢?该团队利用小鼠卵巢颗粒细胞系开展机制探索。利用ChIP、核转位分析、抑制干预等多种手段,揭示了草不隆结合Ahr后,促进后者结合到Amh基因启动子区的二噁英反应元件(DRE)驱动Amh过表达的分子机制。而且,我们采用多种典型Ahr激动剂(TCDDPCB118BaP)暴露细胞均重现该调控模式。以上结果首次发现了Ahr转录调控Amh影响雌性生殖发育,揭示了AmhAhr激动剂类污染物的共同作用靶标。


综上所述,类似草不隆这种普遍认为降解快、低残留、毒性低的新型Ahr激动剂类农药,进入体内转化为仍具有毒性的代谢产物,通过结合Ahr促进其核转位结合到amh启动子转录调控Amh水平上升,从而过度激活Amh/Bmpr2a通路,最终诱发了卵泡发育异常。该研究为干预化学污染物暴露相关的卵泡成熟障碍提供了新思路,也为Ahr激动剂活性类污染物的健康风险评估提供了科学依据。

该研究由厦门大学生命科学学院博士生唐晨完成。厦门大学生命科学学院/附属翔安医院左正宏教授、何承勇教授为该文章共同通讯作者。澳门大学葛伟教授、郑州大学张慧珍教授团队也为该研究作出重要贡献。课题组研究生张颖、张富聪、薛帆正、王振鸿、阮金鹏及本科生孙一文共同参与了该研究。该研究受到国家自然科学基金面上项目,厦门大学生物学 + x”跨学科研究中心开放项目以及2024年度中国科协青年人才托举工程博士生专项计划的资助。

全文链接:https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/EHP15372


(/ 左正宏、何承勇教授团队)


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