研究发现塑料中的这种化学物质可改变精子,危害延续后代两代人

来源:生物探索 | 2023-02-16 17:42:59 |


(资料图片仅供参考)

截至目前,大多数研究都集中在母体在EDC暴露下对后代健康的影响,但最新一项研究“Paternal phthalate exposure-elicited offspring metabolic disorders are associated with altered sperm small RNAs in mice”,由加州大学河滨分校和内华达大学的研究人员共同完成并发表在Environment International。研究发现:接触塑料中化学物质的父亲会影响其后代两代人的新陈代谢健康。

图1 研究成果(图源:Environment International)

本次研究由加州大学河滨医学院生物医学系任教的ChangchengZhou领导,研究发现父亲暴露于邻苯二甲酸酯的不利影响,代际效应是由于直接暴露于压力源而发生的变化,例如暴露于DCHP的父亲(F0代)和他正在发育的精子(F1代)。跨代效应是传递给未直接暴露于压力源的后代的变化(例如,F2代)。邻苯二甲酸酯是用于使塑料更耐用的化学品,邻苯二甲酸二环己酯(Dicyclohexyl Phthalate,DCHP)对小鼠F1和F2后代代谢健康有极大影响。父亲接触DCHP4周会导致F1后代的胰岛素抵抗升高和胰岛素信号传导受损。在F2后代中观察到相同但较弱的效果。

Changcheng Zhou的团队专注于精子研究,特别是负责将信息代代相传的小分子RNA。研究人员使用了“PANDORA-seq方法”,这是一种创新方法,表明接触DCHP会导致精子中的小分子RNA发生变化。PANDORA-seq可广泛用于分析各种生理和疾病条件下的小分子RNA,以促进发现与这些条件有关的关键调控小分子RNA。传统的RNA测序方法无法检测到这些变化,这些方法缺乏对PANDORA-seq提供的小分子RNA概况的全面概述。

越来越多的研究表明父亲的环境接触(例如,饮食控制、运动、在有毒物质环境中暴露)可能会导致后代终生代谢表型改变,但是父系获得表型的潜在机制仍然难以捉摸。例如,之前发现成熟的小鼠精子携带主要形式的小分子RNA,包括tsRNA和rsRNA。将来自HFD暴露的雄性小鼠的精子tsRNA/rsRNA富集RNA片段(30-40nt)注射到对照受精卵中可导致F1小鼠发生代谢紊乱。研究进一步表明,RNA修饰可以改变二级sncRNA结构和生物学特性,并且是精子sncRNA在表观遗传中的生物学影响所必需的。这些研究支持“精子RNA代码”在后代代谢表型编程中的概念。

图2 研究过程(图源:Environment International)

本次研究仅使用F1雄性小鼠与未暴露的雌性小鼠进行繁殖以产生F2后代。研究小组发现,父系DCHP暴露会在雄性和雌性F1后代中引起代谢紊乱,例如葡萄糖耐量降低,但这些紊乱仅见于雌性F2后代,该研究没有测试F3后代。

Zhou强调,DCHP广泛用于各种塑料制品,并已在食品、水和室内颗粒物中检测到,甚至在人体尿液和血液样本中也发现了DCHP。实际上,美国环境保护署最近将DCHP指定为20种高度优先的风险评估物质之一。Zhou建议最好尽量减少塑料制品的使用,这不仅对人类的健康有利,也有助于减少塑料污染。