妊娠期乙酰甲胺磷暴露诱发大鼠胎盘转录组应答的性别二态性研究

《Food and Chemical Toxicology》:Acephate exposure during gestation in rats elicits differing placental transcriptomic responses in male and female fetuses

【字体: 时间:2026年01月28日 来源:Food and Chemical Toxicology 3.5

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  本刊推荐:为探究低剂量有机磷农药乙酰甲胺磷(Acephate)的发育毒性机制,研究团队通过妊娠大鼠模型,结合胎盘转录组测序(RNA-Seq)及生物计量学分析,首次揭示该农药通过性别特异性调控胎盘功能(如血管生成、营养转运相关基因)导致宫内生长受限(IUGR),为阐明环境污染物性别差异性影响胎儿编程提供新证据。

  
在当今农业生产中,有机磷农药因高效杀虫特性被广泛使用,但其残留对生态系统和人类健康的潜在威胁日益引发关注。乙酰甲胺磷(Acephate)作为一种常见有机磷杀虫剂,虽被归类为“中等危害”农药,但其代谢产物甲胺磷具有高毒性。已有研究表明,妊娠期暴露于环境污染物可能通过胎盘屏障干扰胎儿发育,甚至增加成年后代谢疾病风险,然而乙酰甲胺磷对胎盘功能及胎儿发育的性别特异性影响尚不明确。
为填补这一空白,巴西里约热内卢州立大学(Universidade do Estado do Rio de Janeiro)的Rosiane Aparecida Miranda团队在《Food and Chemical Toxicology》发表研究,首次系统探讨妊娠期乙酰甲胺磷暴露如何通过胎盘转录组调控引发子代性别依赖性发育异常。研究通过给妊娠Wistar大鼠灌胃乙酰甲胺磷(4.5 mg/kg/天),覆盖胚胎植入后至妊娠晚期(GD 6.5–18.5)的关键发育窗口,并采集胎鼠和胎盘组织进行多维度分析。
研究主要依托以下关键技术:首先通过实时定量PCR进行胎鼠性别鉴定(SRY基因检测);其次利用RNA测序(RNA-Seq)技术结合生物信息学分析(如DESeq2差异表达筛选、GO/KEGG富集分析、STRING蛋白互作网络构建)解析胎盘基因表达谱;同时采用多重免疫荧光技术定量母体血浆及羊水炎症因子(如IL-6、MCP-1、TNF-α等);最后通过生物计量学计算胎盘效率(胎儿体重/胎盘重量比值)。
3.1. 母体参数
乙酰甲胺磷暴露使母鼠血糖水平显著升高13%,血浆单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)浓度增加95%,但体重、脾脏重量及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平无显著变化,提示农药引发母体代谢紊乱及炎症反应。
3.2. 胎儿体重与胎盘效率
两组胎鼠均出现宫内生长受限(IUGR),体重降低13%。但胎盘效率呈现性别二态性:雄性胎鼠胎盘效率下降10%,而雌性反而上升20%,表明雌性胎盘可能通过功能代偿部分抵消毒性压力。
3.3. 羊水炎症因子
雄性胎鼠羊水中6种促炎细胞因子(如GRO/KC、IL-1β、IL-6等)均显著降低,降幅达22%-44%;雌性仅MCP-1和MIP-1下降,反映雄性胎鼠免疫抑制更明显。
3.4. 胎盘差异基因表达
转录组分析显示,雌性胎盘有306个差异表达基因(DEGs),其中135个下调、171个上调,富集于血管生成(如Flt1、Tek)、细胞外基质重构(如Mmp2、Col5a2)及营养转运(如Slc家族基因)等通路;雄性胎盘仅1个基因(PCOLCE2)差异表达,提示其胎盘损伤可能依赖非转录机制。
3.5. PPI网络与枢纽基因
蛋白互作网络分析发现,雌性胎盘下调枢纽基因涉及TGF-β信号通路(如Bmp6、Tgfb3)和基质降解(如Mmp2);上调基因则集中于跨膜转运(如Slc4a1、Slc40a1)和氧运输(如Hbb-b1)。
研究结论指出,乙酰甲胺磷通过性别特异性机制干扰胎盘功能:雌性胎鼠通过激活转录适应性反应(如营养转运基因上调)维持胎盘效率;雄性则可能因转录惰性更易受损。该发现不仅深化了对环境污染物发育编程性别差异的理解,还为评估农药安全阈值提供了胎盘分子标志物参考。未来需进一步探讨乙酰甲胺磷是否直接穿透胎盘屏障,以及表观遗传调控在性别二态性中的作用。
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