云序客戶新成果揭秘：汽車尾氣污染物竟影響女性生殖健康！

文章導讀：
燃料細顆粒物（FPM）是重要的環境污染物，具有廣泛的生物活性，可以引起各種疾病。流行病學研究發現FPM可以降低人類生育率，延緩胚胎生長，并導致男性生殖功能損傷。然而，它對女性卵巢功能的影響及相關機制并不清楚。

云序生物攜手長海醫院科研團隊首次發現了FPM對卵巢功能和卵泡成熟的顯著抑制作用，并能下調類固醇生物合成信號通路。為了解FPM對卵巢的毒性及相關機制提供了一個新的視角，有助于探索治療它所導致的卵巢功能障礙的新方法。

發表期刊：Environmental Science & Technology Letters
影響因子：6.6
實驗方法：mRNA測序
實驗材料：FPM處理小鼠的卵巢和血清（實驗組），FPM未處理小鼠的卵巢和血清（空白組）

1. FPM誘發卵泡成熟障礙
本篇文章作者首先收集了由汽油和柴油產生的FPM，并使用不同濃度處理小鼠，收集處理組小鼠的卵巢為實驗組（Gasoline FPM和Diesel FPM），未做處理的小鼠卵巢為空白對照組（Control），統計卵巢中不同階段卵泡的數目，發現兩種FPM在不同濃度下均能顯著抑制卵泡成熟進程，引起卵泡成熟紊亂；并且在高濃度FPM中暴露時還能降低卵巢儲備功能。那么問題來了，FPM是如何對卵泡成熟過程產生影響的呢？

   

圖1. 汽油和柴油FPM影響卵泡的成熟和卵巢結構的變化

2.FPM抑制卵巢雌激素的產生，破壞下丘腦-垂體-卵巢軸
因為下丘腦-垂體-卵巢軸在卵泡發育和卵母細胞成熟的過程中起重要的作用，作者從此入手，對上述問題展開研究。E2（卵巢分泌）和FSH、LH（垂體分泌）是三種重要的血清激素可用于評估卵巢功能。作者通過測量血清中三者含量，發現FPM會導致E2含量下降（圖2A），FSH和LH含量上升（圖2C和D）；另外作者還測量了卵巢組織的重量，發現FPM可以誘導卵巢體重減輕，導致卵巢萎縮和功能障礙（圖2B）。綜上所述，FPM確實可以破壞下丘腦-垂體-卵巢軸并導致卵巢功能障礙。

圖2. FPM處理后小鼠下丘腦−垂體−卵巢軸的血清激素濃度

3.FPM引起卵巢中金屬元素不平衡累積
由于卵巢對金屬元素敏感，而金屬元素又是FPM的主要成分之一，所以作者通過ICP-MS方法，測量了卵巢中的主要金屬元素，查看其對卵巢功能的影響。
結果發現FPM處理后，卵巢中的銅（Cu）和鉛（Pb）的含量顯著上升，鋅（Zn）、鎂（Mg）和錳（Mn）的含量顯著降低。高濃度的銅和鉛對生殖和胚胎發育的毒性很大，并且可以誘導流產、死產和不孕；而鋅、鎂和錳則可以促進卵泡成熟，并參與調節卵泡增殖相關的轉錄因子。綜上，由FPM引起的卵巢中金屬元素不平衡累積，與卵泡成熟障礙密切相關，并可能在分子水平上影響細胞信號通路。

圖3. FPM處理后卵巢中主要的金屬元素變化

4.FPM抑制卵巢中類固醇生物合成信號通路
為進一步研究FPM的作用機制，作者對卵巢組織進行了轉錄組測序和生信分析（云序提供）。KEGG途徑分析表明，FPM處理后，類固醇激素的生物合成信號途徑受到抑制（圖4）。GO分析表明，FPM處理后，與激素水平調節相關的基因表達下調（圖5）。結合兩種生信分析結果，得出FPM可以抑制類固醇生物合成信號通路和卵巢類固醇的基因表達。為了驗證該結果，作者又進行了qRT-PCR驗證，測量類固醇生物合成中基因的表達，結果顯示汽油的FPM抑制了所有七種類固醇的基因表達。柴油FPM抑制了四種基因的表達，并且其他三種基因的表達量也低于對照組（圖6）。驗證結果支持了生信分析的內容。

圖4. KEGG分析顯示類固醇激素的生物合成信號途徑受到FPM的抑制

圖5. GO分析顯示FPM處理后，與激素水平調節相關的基因表達下調

圖6. qRT-PCR驗證，FPM處理后卵巢中類固醇生物合成基因的表達下調

總結
本篇文章作者首先利用汽油和柴油的FPM處理小鼠，收集實驗組和對照組的小鼠卵巢，通過測量卵巢中不同階段卵泡的數目，發現FPM可以抑制卵巢成熟。隨后作者測量了與卵巢功能相關的激素含量，發現它能抑制卵巢雌激素的產生，并破壞下丘腦-垂體-卵巢軸。接著作者測量了卵巢中常見的金屬含量，發現FPM會導致卵巢中金屬元素不平衡累積，從而影響卵巢功能。最后作者通過mRNA高通量測序技術和生信分析，發現FPM可以抑制類固醇生物合成信號通路和卵巢類固醇的基因表達，為今后研究由FPM導致的卵巢功能障礙提供了巨大的幫助。勢總結
 
全文鏈接：
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.estlett.8b00625

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