供稿：裴怡昊，武汉大学
校稿：刘玮，武汉大学
推送：刘玮，武汉大学
今天给大家分享的文献发表在Environmental Science & Technology上，标题为Trans-Placental Transfer Mechanisms of Aromatic Amine Antioxidants（AAs）and p-Phenylenediamine Quinones（PPD-Qs）: Evidence from Human Gestation Exposure and the Rat Uterine Perfusion Model。通讯研究者为南开大学环境科学与工程学院的程志鹏副教授。
芳香胺类抗氧化剂（Aromatic amine antioxidants，AAs）是一种典型的合成抗氧化剂，广泛应用于轮胎、鞋类、皮带、软管、电缆甚至食品接触材料等各种工业产品中。除AAs外，对苯二胺（p-phenylenediamines，PPDs）和对苯二胺醌（p-Phenylenediamine Quinones，PPD-Qs）的臭氧光化学氧化产物因对银鲑具有急性毒性而受到关注。几项研究表明，AAs和PPD-Qs可以对多种生物产生毒性，然而截至目前，只有有限的研究聚焦于AAs和PPD-Qs对人体的影响，特别是对易感人群母亲和婴儿的影响。
妊娠期间接触有机污染物可能对孕妇和胎儿产生不利的健康影响，然而关于妊娠期暴露于AAs和PPD-Qs的研究十分有限。既往的一些研究发现，AAs和PPD-Qs对孕妇存在暴露风险，并且它们可以穿过胎盘屏障。然而，其通过胎盘屏障的转移模式和机制迄今尚未被探索过。
该研究中研究者对60份产妇尿液和56份羊水样本（n = 53对）中20种AAs和6种PPD-Qs进行了量化，并通过自建大鼠子宫灌注模型和分子对接分析探讨了AAs和PPDQs的跨胎盘转移模式和转移机制。该研究旨在：（1）测量配对孕妇尿液和羊水样本中AAs和PPD-Qs的共存情况；（2）利用大鼠子宫灌注模型探讨AAs和PPD-Qs的跨胎盘转移模式；（3）通过分子对接分析，初步探讨胎盘转运体在AAs和PPD-Qs跨胎盘转运中的作用。
研究者于2023年1 - 4月在中国昆山和洛阳的医院招募了63名健康孕妇。采集正常孕妇晨尿样本并在分娩时采集羊水样本。尿液与羊水样本中目标分析物的检测定量结果见表1，不同基质中目标分析物的组成分布见图1。之后研究者以母体年龄和胎龄为协变量，采用多变量线性回归研究羊水中分析物浓度与分娩结局之间的关系。该研究检测到的AAs与PPD-Qs与分娩结局之间无显著相关性。
表1 53对孕妇尿液和羊水中AAs和PPD-Qs浓度(ng/mL)的描述性统计
图1 人羊水和尿液样品中ΣAAs、ΣPPDs和ΣPPD-Qs的浓度及分布
接着研究者为了探讨AAs和PPD-Qs的理化性质对其跨胎盘转移的影响，研究者选择了羊水中检出的9种AAs和PPD-Qs进行了大鼠子宫灌注实验。简单来讲，通过腹主动脉和后腔静脉插管形成子宫动脉-胎盘-胎儿-子宫静脉反流。由于结扎了除生殖动静脉外的所有血管，大鼠子宫灌注模型准确地形成了“胎盘屏障系统”（图2）。研究者使用10、1000、5000 ng/mL三个不同的暴露浓度来进行动物实验，研究发现胎盘和胎儿中DPGs浓度在5000 ng/mL的处理浓度时仍未达观察到饱和，但其余分析物已接近饱和。因此研究者怀疑DPGs的跨胎盘转运可能更多地依赖于被动扩散，而其他AAs和PPD-Qs（DBDPA、di-AMS、IPPD、IPPD-q、DPPD-Q和CPPD-Q）可能更多地依赖于主动转运（图3）。
图2 大鼠子宫灌注实验过程
图3 大鼠子宫灌注实验中三种暴露浓度（10、1000、5000 ng/mL）下胎儿（A,C）和胎盘中（B,D）目标分析物的浓度
最后，研究者为了验证其假设“DPGs可能主要依赖于被动扩散，而其他AAs和PPD-Qs 可能更多地依赖于主动转运”，研究者通过分子对接分析研究了9种分析物与32种胎盘转运转运体的结合亲和力。这些转运蛋白在人胎盘中的定位如图4A所示。9种目标分析物与32种转运蛋白的结合亲和力（kcal/mol）如图4B所示。分子对接分析为胎盘转运体与AAs或PPD-Qs之间的相互作用提供了开创性的见解，这对AAs和PPD-Qs的主动跨胎盘转运具有重要价值。
图4 目标分析物与常见胎盘转运体的结合亲和力
综上所述，迄今为止，该研究首次通过自建大鼠子宫灌注模型和分子对接分析，测量了尿液和羊水样品中20种AAs和6种PPD-Qs，并探讨了AAs和PPD-Qs可能的跨胎盘转移机制。母体尿液和羊水样本之间存在不同的组成特征，这表明AAs和PPD-Qs在母体和胎儿循环中可能存在不同的代谢效应。大鼠子宫灌注实验与分子对接分析表明，AAs和PPD-Qs的跨胎盘转移途径主要包括主动转运与被动扩散。
文章编号：487
原文链接：
https://doi.org/10.1021/acs.est.4c09416
原文引用：
Shaohan Zhang, Zhipeng Cheng*, Xiaoying Li, Yumeng Shi, Hongkai Zhu, Tao Zhang, Lei Wang, and Hongwen Sun. Trans-Placental Transfer Mechanisms of Aromatic Amine Antioxidants (AAs) and p-Phenylenediamine Quinones (PPD-Qs): Evidence from Human Gestation Exposure and the Rat Uterine Perfusion Model. Environ. Sci. Technol., 2024, 58(48):21166-21176.
