苏州大学公共卫生学院陈涛教授、复旦大学公共卫生学院张蕴晖教授:环境新污染物影响胚胎发育的毒作用机制探索

文摘   2025-01-25 10:30   湖北  

环境新污染物的健康风险目前受到高度关注,越来越多的证据表明多种环境新污染物母体暴露干扰胚胎发育。由于毒作用机制尚不明确,这限制了对环境新污染物发育毒性的风险评估及防治。

苏州大学公共卫生学院陈涛教授和复旦大学公共卫生学院张蕴晖教授共同撰文《环境新污染物影响胚胎发育的毒作用机制探索》。文章介绍了“新污染物发育毒性”专栏中多篇文章利用动物模型、大数据分析以及单细胞测序等技术手段,对多种环境新污染物干扰胚胎发育的分子机制进行研究并做出综述。希望此专栏能促进对环境新污染物发育毒性毒作用机制的探索,并为相关政策制定提供参考。文章刊登于《环境与职业医学》2024年12月刊。

来源:https://www.jeom.org/


正 文

      环境新污染物指尚未纳入管理或者现有管理措施不足的污染物,其健康风险受到高度重视。早期胚胎发育阶段对外源化学物的敏感性远高于成年,因此尤其需要重视环境新污染物的胚胎发育毒性。近年来,越来越多的流行病学证据显示多种新污染物母体暴露与子代胚胎发育异常密切相关,动物实验也发现有新污染物能通过胎盘屏障,并影响胚胎发育。但目前多数环境新污染物的毒作用机制尚不明确,这限制了对其发育毒性的评估以及制定相应防治措施。

《环境与职业医学》2024年12月刊推出“新污染物发育毒性”专栏,主要关注新污染物干扰胚胎发育的毒作用机制。来自国内多个高校的研究组利用不同的动物模型开展多种新污染物的分子机制研究,并探索大数据及单细胞测序等新型手段在发育毒性研究中的应用。 

芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor, AHR)是重要的环境感受器,近年来人们发现AHR能被结构多样的外源性以及内源性化学物激活。张明轩等[1]的《环境新污染物毒效应中芳香烃受体的作用》文章中对多种环境新污染物激活AHR进行了综述,并对研究方向做出展望。陈雪怡等[2]在《全氟辛酸通过芳香烃受体介导的氧化应激及细胞凋亡导致斑马鱼幼鱼心脏发育异常》一文报道了全氟辛酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)这一典型全氟化合物对AHR的激活,并发现抑制AHR能拮抗PFOA引起的斑马鱼胚胎心脏氧化应激、心肌细胞凋亡及心脏畸形。值得注意的是PFOA对AHR的激活程度较弱,是否直接激活AHR还有待研究。 

新技术的不断开发利用极大促进和深化了现代毒理学的研究,其中单细胞测序技术能在单个细胞水平上,对基因组、转录组及表观基因组进行测序,可进行细胞异质性分析和拟时序分析。曹巍钊等[3]在《单细胞测序技术在新污染物胚胎发育毒性研究中的应用:进展与展望》一文中介绍了单细胞测序技术在新污染物胚胎发育毒性研究中的应用,并探讨不足之处,就未来的应用做出展望。 

斑马鱼胚胎和鸡胚由于是体外发育,相比传统的大、小鼠动物模型,在研究早期胚胎发育方面有独特优势。本栏目中,《全氟辛酸通过芳香烃受体介导的氧化应激及细胞凋亡导致斑马鱼幼鱼心脏发育异常》及《阻燃剂磷酸三丁酯对斑马鱼早期发育的影响》两篇文章[2,4]利用斑马鱼胚胎模型,针对PFOA和磷酸三丁酯这两种环境新污染物的心脏发育、甲状腺和神经发育进行分子机制研究。《磷酸三苯酯及磷酸甲苯二苯酯的早期胚胎发育毒性:PPARγ的作用》[5]一文则利用鸡胚模型,探讨PPARγ通路在磷酸三苯酯和磷酸甲苯二苯酯发育毒性中的作用。 

鉴于传统长链全氟化合物的环境持久性及健康风险,人们开发了多种新型替代品。氯代多氟烷基醚磺酸(商品名F-53B)是全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonates, PFOS)的常见替代品,在我国已成为母体和脐带血清中浓度排名前三的全氟和多氟烷基物质(per-and polyfluoroalkyl substances, PFAS)。但近年来发现F-53B生物累积性可能比PFOS更高,其毒性也不容忽视。曹玉洁等[6]在《氯化多氟烷基醚磺酸母婴暴露水平及对其健康的影响》一文中对F-53B的母婴暴露水平及健康风险进行综述,并对未来研究提出建议。 

有害结局路径(adverse outcome pathway, AOP)概念发展于2007年的21世纪毒理学愿景,2010年被正式提出。AOP框架规范化了分子至个体乃至种群水平的毒理事件,强调逻辑推演,使从毒作用机制出发的化学品风险管理成为可能。桂玉燕等[7]在《基于PI3K-AKT/MAPK为关键事件构建PFAS-视网膜母细胞瘤有害结局路径》中利用比较毒理基因组学数据库,分析PFAS诱导视网膜母细胞瘤发生过程中的重要信号通路,构建了PI3K-AKT/MAPK为关键事件构建的AOP框架,对了解及预防PFAS所致视网膜母细胞瘤有重要意义。 

本专栏文章从多个方面对环境新污染物发育毒性的毒作用机制进行探索,并就以后的研究提出建议和展望。我们希望此专栏能够引起读者对于环境新污染物发育毒性的重视,也相信越来越多的研究者能够利用模式生物、大数据及新技术开展相关研究,发现关键信号通路,并以此构建AOP框架,对环境新污染物学进行科学有效的风险管理。 


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参考文献:

[1]张明轩, 付保强, 黎金浩, 等. 环境新污染物毒效应中芳香烃受体的作用[J]. 环境与职业医学, 2024, 41(12): 1349-1353, 1360.

[2]陈雪怡, 马天驰, 王康, 等. 全氟辛酸通过芳香烃受体介导的氧化应激及细胞凋亡导致斑马鱼幼鱼心脏发育异常[J]. 环境与职业医学, 2024, 41(12): 1354-1360.

[3] 曹巍钊, 张蕴晖. 单细胞测序技术在新污染物胚胎发育毒性研究中的应用: 进展与展望[J]. 环境与职业医学, 2024, 41(12): 1333-1340, 1348.

[4]李瑶, 朱晶颖, 李尧, 等. 阻燃剂磷酸三丁酯对斑马鱼早期发育的影响[J]. 环境与职业医学, 2024, 41(12): 1376-1383.

[5]黄静, 翟雨诺, 李博洋, 等. 磷酸三苯酯及磷酸甲苯二苯酯的早期胚胎发育毒性: PPARγ的作用[J]. 环境与职业医学, 2024, 41(12): 1369-1375, 1383.

[6]曹玉洁, 田英, 高宇. 氯化多氟烷基醚磺酸母婴暴露水平及对其健康的影响[J]. 环境与职业医学, 2024, 41(12): 1341-1348.

[7]桂玉燕, 王廷极, 王铭昊, 等. 基于PI3K-AKT/MAPK为关键事件构建PFAS-视网膜母细胞瘤有害结局路径[J]. 环境与职业医学, 2024, 41(12): 1361-1368.


作者简介

陈 涛

本文通信作者。苏州大学公共卫生学院教授,博士生导师,《环境与职业医学》常务编委。研究方向:环境化学物发育毒性及致癌的分子机制研究。在EHPJHMSTOTEN等知名期刊发表论文六十余篇,是多个国际及国内期刊的编委和审稿人。

张蕴晖

本文共同通信作者。复旦大学公共卫生学院教授,博士生导师,《环境与职业医学》常务编委。研究方向为新污染物的环境健康风险及分子机制,在ES&TJHMJAMA Netw Open等期刊发表论文百余篇,获教育部高等学校科学技术二等奖等多项奖励。

本文内容来自《环境与职业医学》2024年12月刊,原文题目《环境新污染物影响胚胎发育的毒作用机制探索》

引用格式:陈涛,张蕴晖.环境新污染物影响胚胎发育的毒作用机制探索[J].环境与职业医学,2024,41(12):1331-1332.

原文链接:

https://www.jeom.org/article/doi/10.11836/JEOM24524

编辑 | 赵芸稼 

审阅 | 顾心怡 

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