产前PFHxS暴露会改变雌性青少年小鼠的卵巢发育：转录组学、激素学及结构学证据表明类固醇生成过程受到干扰

《Environmental Research》：Prenatal PFHxS Exposure Alters Ovarian Development in Female Adolescent Mice: Transcriptomic, Hormonal, and Structural Evidence of Disrupted Steroidogenesis

PFHxS暴露通过干扰卵巢类固醇生成和颗粒细胞发育，导致小鼠雌性青春期延迟和动情周期紊乱，血清睾酮和雌激素升高而AMH和FSH下降，机制涉及CYP11A1和CYP19A1基因表达异常。

　　

Muran He|Junyu Jiang|Yanyan Xiong|Haotian Shi|Shengmei Zhang|Jia Lv|Yihao Zhang|Hua Wang|De-Xiang Xu|Yichao Huang|Jun Zhang

安徽医科大学公共卫生学院毒理学系及大数据与人口健康中心，中国合肥230032

摘要

全氟己烷磺酸盐（PFHxS）是一种持久性有机污染物和发育毒物，对健康构成严重威胁。然而，人类在妊娠期间接触PFHxS对女性生殖发育的长期影响仍不明确。本研究使用小鼠模型探讨了其对雌性青少年卵巢发育和发情周期的影响。怀孕小鼠在整个妊娠期间通过口服给予与人类暴露剂量相当的PFHxS。研究结果表明，妊娠期接触PFHxS显著延迟了阴道开口（VO）并扰乱了发情周期，导致发情期延长。卵巢组织学检查显示卵泡生成受损，包括萎缩卵泡增多和黄体减少。血清激素分析显示类固醇生成紊乱，睾酮和雌二醇（E2）水平升高，而抗苗勒氏管激素（AMH）和促卵泡激素（FSH）水平降低。卵巢转录组学分析发现类固醇生物合成途径（如Cyp11a1、Cyp19a1和Amh）出现失调，这一发现通过qRT-PCR得到验证。计算机模拟显示PFHxS诱导了CYP11A1和CYP19A1底物结合位点的结构重构。这些发现表明，妊娠期接触PFHxS通过干扰卵巢类固醇生成和卵泡生成改变了女性的生殖发育。本研究为PFHxS的风险评估提供了实验证据，并强调了这种持久性环境污染物可能带来的健康影响。

引言

全氟烷基物质（PFAS），俗称“永久化学物质”，由于其高度稳定的碳-氟键而具有显著的环境持久性和生物累积潜力（Tokranov等人，2024年）。PFAS广泛应用于工业和消费品中，在环境中广泛分布（Xu等人，2021年）。2023年，国际癌症研究机构（IARC）将全氟辛酸（PFOA）列为致癌物，将全氟辛烷磺酸（PFOS）列为可能的人类致癌物，促使相关法规更加严格（Webster，2024年；Zahm等人，2024年）。作为PFOA和PFOS的替代品，全氟己烷磺酸盐（PFHxS）的使用量有所增加（Ateia和Scheringer，2024年）。PFHxS作为PFAS家族的重要成员，具有较长的半衰期，在环境中几乎无处不在，成为近期环境和健康相关研究的焦点（Buck等人，2011年；Chiu等人，2022年）。

卵巢是女性生殖系统的核心器官，不仅负责卵泡生成，还参与类固醇激素的合成（Edson等人，2009年）。卵泡发育是一个高度协调的生物过程，包括原始卵泡、初级卵泡、次级卵泡和窦状卵泡（AF）等多个阶段，每个阶段都由特定基因调控（Li等人，2018年）。其中，Cyp11a1基因编码胆固醇侧链裂解酶，催化胆固醇转化为孕烯醇酮，这是类固醇激素合成的第一步（Bulun等人，2012年）。Cyp19a1基因编码芳香化酶，将雄激素转化为雌激素，在维持卵巢激素平衡中起关键作用（Miller和Auchus，2011年）。此外，抗苗勒氏管激素（AMH）基因对原始卵泡的招募和发育至关重要，其异常表达与多囊卵巢综合征（PCOS）及相关疾病密切相关（di Clemente等人，2021年）。像PFAS这样的环境内分泌干扰物会干扰这些基因，扰乱卵泡发育和激素合成，从而损害生殖功能（Li等人，2025b；Wu等人，2025年）。

妊娠期间的环境危害可能导致长期的健康发育障碍（Gao等人，2025年；Padmanabhan等人，2021年）。流行病学研究表明，妊娠期间接触PFHxS与不良妊娠结局（如低出生体重和先兆子痫）密切相关，对母婴健康构成风险，并可能扰乱后代的长期发育路径（Borghese等人，2020年）。动物模型进一步证实，PFAS暴露会扰乱卵泡发育，损害卵巢激素平衡，干扰卵子发生和排卵，甚至可能导致PCOS的发病机制（Ulhaq和Tse，2023年）。我们之前的研究也证实，胚胎和胎儿接触PFHxS会显著干扰正常发育过程，导致不良结局，如宫内生长受限（Yao等人，2023年；Zhang等人，2023年）。作为持久性有机污染物和环境内分泌干扰物，PFHxS具有高生物累积性和跨胎盘转移能力，能够穿过胎盘和母乳，从而对胚胎和婴儿发育产生有害影响（Van Beijsterveldt等人，2022年）。尽管研究表明PFHxS暴露会导致与不孕相关的细胞缺陷，但其对女性生殖发育的影响仍不明确，其潜在机制尚不清楚（Adyeni等人，2023年）。

本研究探讨了妊娠期PFHxS暴露对女性生殖发育的影响，以填补关于其对卵巢发育和功能影响的知识空白。我们使用与人类暴露水平相当的小鼠模型，系统评估了青春期开始时间、血清激素水平和卵巢功能。转录组和分子分析显示，PFHxS暴露扰乱了卵巢类固醇生成和卵泡发育，引发了女性生殖发育的持续分子和功能变化，并证实了其干扰内分泌的机制及其对生育能力的长期影响。这些发现为PFHxS的生殖毒性评估提供了关键证据，并为环境健康政策提供了信息。

动物和实验处理

从北京Vital River实验室动物技术有限公司（中国北京）获得了8周大的无特定病原体（SPF）ICR小鼠（雌性：28-30克；雄性：38-40克）。小鼠在控制条件下饲养，光照/黑暗周期为12小时，环境温度维持在20-25°C，相对湿度为50±5%。食物和水供应充足。经过一周的适应期后，以2:1的雌雄比例进行配对。

妊娠期PFHxS暴露导致血清中PFHxS的动态积累

通过妊娠期暴露模型（0、0.03和0.3 μg/kg体重/天），我们使用LC-MS/MS在不同产后时间点测量了后代的血清PFHxS浓度。结果显示，暴露组的PFHxS水平显著高于对照组，表现出明显的剂量依赖性积累模式，并随时间逐渐下降（图1B）。母亲体内的PFHxS水平已在我们的先前研究中报道（Zhang等人，2023年）。低剂量组（0.03 μg/kg/天）

讨论

本研究使用动物模型系统评估了妊娠期PFHxS暴露对雌性生殖发育的影响。研究结果表明，接触与人类暴露剂量相当的PFHxS显著延迟了阴道开口时间，延长了发情期，并导致卵巢功能障碍，表现为窦状卵泡数量增加和黄体形成减少。机制研究表明，PFHxS通过上调关键激素生成酶（CYP11A1/CYP19A1）扰乱了内分泌稳态。

结论

我们的研究发现，妊娠期接触与人类暴露剂量相当的PFHxS作为内分泌干扰物，会导致小鼠生殖发育的持久性改变。这表现为青春期延迟、发情周期紊乱和卵巢卵泡生成受损，其机制在于关键激素生成酶（CYP11A1/CYP19A1）的失调。作为PFAS的广泛替代品，PFHxS对女性生殖健康构成重大风险。

作者贡献声明

Yichao Huang：撰写、审稿与编辑、监督、资源管理、项目管理、方法学设计、实验设计、资金获取、概念构思。De-Xiang Xu：撰写、审稿与编辑、监督、资源管理、概念构思。Muran He：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、资源管理、方法学设计、实验设计、数据分析、数据整理、概念构思。Jun Zhang：撰写、审稿与编辑、监督、资源管理、项目管理。

未引用参考文献

Byers等人，2012年；di Clemente，2021年。

利益声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

数据获取

支持本研究结果的数据可向相应作者索取。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

我们衷心感谢所有参与本研究的人员的奉献和协作努力。同时感谢毒理学实验室平台提供的技术和仪器支持。本研究的资金来自中国国家自然科学基金（82373586）、安徽省高等教育机构研究项目（2023AH050588）、安徽省自然科学基金（2308085Y50）以及教育部门的支持。