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先心病或许是因为环境污染

2021-10-25 01:49

  无论是精卵的发育,还是胚胎植入,都是暴露在现有的环境中。那么暴露在不良环境中,是否会对生殖造成不良影响?

  近日,在2021年上海市医学会生殖医学专科分会学术年会暨上海市人类辅助生殖技术培训基地高峰论坛上,来自苏州大学基础医学与生物科学学院的姜岩教授,做了“生殖发育毒性与环境污染初探”的专题报告。

  心脏是人体发育最早的器官。先心病占活产婴儿的0.5%~1%,在出生缺陷中位居首位。但在先心病中,遗传因素,能筛查出基因突变的比例不足20%,那么剩下的80%是因为什么呢?环境对其有影响吗?有没有防治的手段?

  姜岩教授带领团队就这个问题做了深入研究。首先研究团队建立了2种研究模式:斑马鱼和人胚胎干细胞。斑马鱼具有培养周期短、经济、周身透明,且研究背景清晰的优点。使用斑马鱼可以直接观察心肌变化。但斑马鱼与人的物种差异太大,因此研究同时选择了人胚胎干细胞,诱导其定向分化为心肌细胞。

  模型建立后,要对模型进行有效性检测。研究人员用三氯乙烯(一种水污染物,可导致心脏畸形)去干预斑马鱼和人胚胎干细胞,结果显示2个模型中心肌细胞均发生了异常,如心包水肿、心房心室发育大小异常、心肌细胞数目异常等。这说明斑马鱼动物模型和人胚胎干细胞模型都是有效的。

  在建立了有效的研究模式后,究竟选择哪些环境污染物来研究?姜岩教授称,团队选择了有流行病学统计基础的和能引起临床症状的环境污染物来模拟梯度,最终将研究方向锁定在了大气细颗粒物PM2.5致先心病的机制研究及干预策略上。

  PM2.5是一类物质的总称,指直径小于2.5um的物质,成分复杂,包括扬尘、植物花粉、孢子、细菌、燃煤、燃气、燃油、汽车尾气、二手烟、生活烟尘等。PM2.5不仅可以进入肺泡,干扰肺部气体交换、引发哮喘、支气管炎和心血管疾病,还能通过胎盘,增加流产及新生儿低体重风险。既往流行病学发现,PM2.5与先天性心脏病具有相关性。

  姜岩教授称,研究团队在苏州大学校园内放置了环境检测设备,研究人员发现,大气中的有些成分会随季节而变化,但有些成分非常稳定,如有机物等。“美国环保总署提出了16种优先控制的多环芳烃类物质,而我们检测到了9种”,姜岩教授在报告中称,“且这些物质中多数是AhR信号通路的激活剂”。

  AhR通路是经典的信号通路,是一种配体激活型的转录因子。既往研究都集中在代谢相关研究上。姜岩教授团队发现AhR基因序列与血管生成、细胞死亡、增殖等相关。这提示AhR通路很可能与心血管发育异常有关。

  在对2种模式进行研究后发现,PM2.5暴露使得AhR被激活,引发线粒体氧化应激,DNA损伤,最终引起心脏发育畸形,且呈现剂量依赖性。研究同时发现,Wnt信号通路的激活,可以对心脏发育起到保护作用。

  针对AhR下游通路效应,研究发现白藜芦醇可抑制氧化应激,对心肌发育起保护作用。而叶酸则通过调控AhR通路的DNA甲基化,发挥心脏保护作用。

  最后,姜岩教授总结道,对先心病的预防,首先要明确病因,进行一级预防;继而测序分析,靶向预测;最后风险评估,药物干预。

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