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云序客户新成果揭秘:汽车尾气污染物竟影响女性生殖健康!
日期:2019年03月21日    来源:云序生物
文章导读:
燃料细颗粒物(FPM)是重要的环境污染物,具有广泛的生物活性,可以引起各种疾病。流行病学研究发现FPM可以降低人类生育率,延缓胚胎生长,并导致男性生殖功能损伤。然而,它对女性卵巢功能的影响及相关机制并不清楚。
云序生物携手长海医院科研团队首次发现了FPM对卵巢功能和卵泡成熟的显著抑制作用,并能下调类固醇生物合成信号通路。为了解FPM对卵巢的毒性及相关机制提供了一个新的视角,有助于探索治疗它所导致的卵巢功能障碍的新方法。

发表期刊:Environmental Science & Technology Letters
影响因子:6.6
实验方法:mRNA测序
实验材料:FPM处理小鼠的卵巢和血清(实验组),FPM未处理小鼠的卵巢和血清(空白组)

文章内容:
1. FPM诱发卵泡成熟障碍
本篇文章作者首先收集了由汽油和柴油产生的FPM,并使用不同浓度处理小鼠,收集处理组小鼠的卵巢为实验组(Gasoline FPM和Diesel FPM),未做处理的小鼠卵巢为空白对照组(Control),统计卵巢中不同阶段卵泡的数目,发现两种FPM在不同浓度下均能显著抑制卵泡成熟进程,引起卵泡成熟紊乱;并且在高浓度FPM中暴露时还能降低卵巢储备功能。那么问题来了,FPM是如何对卵泡成熟过程产生影响的呢?
   
图1. 汽油和柴油FPM影响卵泡的成熟和卵巢结构的变化
2.FPM抑制卵巢雌激素的产生,破坏下丘脑-垂体-卵巢轴
因为下丘脑-垂体-卵巢轴在卵泡发育和卵母细胞成熟的过程中起重要的作用,作者从此入手,对上述问题展开研究。E2(卵巢分泌)和FSH、LH(垂体分泌)是三种重要的血清激素可用于评估卵巢功能。作者通过测量血清中三者含量,发现FPM会导致E2含量下降(图2A),FSH和LH含量上升(图2C和D);另外作者还测量了卵巢组织的重量,发现FPM可以诱导卵巢体重减轻,导致卵巢萎缩和功能障碍(图2B)。综上所述,FPM确实可以破坏下丘脑-垂体-卵巢轴并导致卵巢功能障碍。


图2. FPM处理后小鼠下丘脑−垂体−卵巢轴的血清激素浓度
3.FPM引起卵巢中金属元素不平衡累积
由于卵巢对金属元素敏感,而金属元素又是FPM的主要成分之一,所以作者通过ICP-MS方法,测量了卵巢中的主要金属元素,查看其对卵巢功能的影响。
结果发现FPM处理后,卵巢中的铜(Cu)和铅(Pb)的含量显著上升,锌(Zn)、镁(Mg)和锰(Mn)的含量显著降低。高浓度的铜和铅对生殖和胚胎发育的毒性很大,并且可以诱导流产、死产和不孕;而锌、镁和锰则可以促进卵泡成熟,并参与调节卵泡增殖相关的转录因子。综上,由FPM引起的卵巢中金属元素不平衡累积,与卵泡成熟障碍密切相关,并可能在分子水平上影响细胞信号通路。

图3. FPM处理后卵巢中主要的金属元素变化
4.FPM抑制卵巢中类固醇生物合成信号通路
为进一步研究FPM的作用机制,作者对卵巢组织进行了转录组测序和生信分析(云序提供)。KEGG途径分析表明,FPM处理后,类固醇激素的生物合成信号途径受到抑制(图4)。GO分析表明,FPM处理后,与激素水平调节相关的基因表达下调(图5)。结合两种生信分析结果,得出FPM可以抑制类固醇生物合成信号通路和卵巢类固醇的基因表达。为了验证该结果,作者又进行了qRT-PCR验证,测量类固醇生物合成中基因的表达,结果显示汽油的FPM抑制了所有七种类固醇的基因表达。柴油FPM抑制了四种基因的表达,并且其他三种基因的表达量也低于对照组(图6)。验证结果支持了生信分析的内容。



图4. KEGG分析显示类固醇激素的生物合成信号途径受到FPM的抑制




图5. GO分析显示FPM处理后,与激素水平调节相关的基因表达下调

图6. qRT-PCR验证,FPM处理后卵巢中类固醇生物合成基因的表达下调
总结
本篇文章作者首先利用汽油和柴油的FPM处理小鼠,收集实验组和对照组的小鼠卵巢,通过测量卵巢中不同阶段卵泡的数目,发现FPM可以抑制卵巢成熟。随后作者测量了与卵巢功能相关的激素含量,发现它能抑制卵巢雌激素的产生,并破坏下丘脑-垂体-卵巢轴。接着作者测量了卵巢中常见的金属含量,发现FPM会导致卵巢中金属元素不平衡累积,从而影响卵巢功能。最后作者通过mRNA高通量测序技术和生信分析,发现FPM可以抑制类固醇生物合成信号通路和卵巢类固醇的基因表达,为今后研究由FPM导致的卵巢功能障碍提供了巨大的帮助。
 
全文链接:
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.estlett.8b00625

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8、Differential Expression of Circular RNAs in Glioblastoma Multiforme and Its Correlationwith Prognosis
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13、circular RNA expression alteration in exosomes from the brain extracellular space after traumatic brain injury in mice
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