Cav-1/SIRT1介导的蛋白乙酰化在父代双酚A暴露中的表观遗传作用

Bisphenol A,a common environmental endocrine disruptors, can exert endocrine disruptive and reproductive toxicity even under the level of “safe dose” considered tranditionally.These effects caused wide public concern recently with intrinsic mechanism unknown. The present project proposes assumptions: “The epigentic regulation of bisphenol A is SIRT1-dependent and caused by estrogen receptor disruption in membrane invagination called caveolae.” The assumption is based on our preliminary observation of the acetylation alternation in testis and transgenerational alternation in spatial memory in paternal bisphenol A-exposed rats..In our project, we will employ multiple methods including animal behavior, cell signaling and acetylation detections:1) to explore the effects of bisphenol A on paternal acetylation and epigentic modification in offspring. 2) to analysis the mechanism of the receptor-mediated caveolae related SIRT1 regulation and thereof histone acetylation. 3) to verify the mechanism in cells in vitro and zebrafish in vivo. The project will be helpful to elucidate disrupting role of lower dose bisphenol A exposure and also for studies of other environmental endocrine disruptors.

环境内分泌干扰物双酚A在经典毒理学的“安全剂量”下产生内分泌干扰和生殖影响，引起极大关注，但内在机制尚待揭示。本项目从前期发现双酚A影响父代睾丸乙酰化和子代空间记忆的基础上，提出：“双酚A通过雌激素受体--胞膜窖--SIRT1--蛋白乙酰化水平路径，从而产生表观遗传效应”的研究假设。..本项目采用动物行为学、细胞信号通路分析和关键蛋白乙酰化检测等方法从三个角度进行探究：1）在大鼠传代实验中探索BPA对父代乙酰化和子代的表观遗传影响；2）在体外生殖细胞实验中分析上述路径的各个节点的调节机制；3）在模式生物（斑马鱼）和培养细胞中，验证表观遗传现象和相关乙酰化调控机制。本项目的实施有助于阐明低剂量BPA的干扰机制，也为其他内分泌干扰物作用机制提供借鉴。

研究显示环境暴露剂量双酚A（BPA，传统毒理认为的“安全”剂量）对动物及人类均有不良效应，甚至波及下一代；目前的研究多探索的是母代暴露对子代生殖和代谢表型的影响，鉴于雄性生殖细胞的减数分裂期，是暴露诱导表观遗传标记可能会被锁定的阶段；因此雄性在出生后更易受到BPA等具有雌激素活性的化合物的影响。下丘脑在调节生殖和能量平衡方面发挥着关键作用。本研究主要的目的是探讨父代BPA在减数分裂期的暴露对其生殖功能及子代代谢和生殖表型的影响，并从睾丸和下丘脑的转录组、睾丸组织乙酰化水平出发，探索表型产生的可能机制。由于体外预实验时发现BPA的暴露有干扰内皮细胞功能的现象，我们也对该效应及可能机制进行了深入探讨。研究发现“安全”剂量的BPA对雄性大鼠无明显代谢和生殖表型改变，但增加其雄性子代大鼠的体重和进食量，这与下丘脑中炎症和apelin信号通路的改变有关，且子代效应的传递可能与降低的睾丸组织乙酰化水平及Sirt1与 ERβ和Cav-1间的竞争有关。细胞实验表明BPA干扰血管内皮细胞功能，这与GPER作为BPA活化血管内皮细胞的靶向受体、HIF-1α/VEGF为靶效应因子有关。基于以上结论，我们发现“安全”剂量的BPA或许并没有那么安全，低剂量BPA的使用仍值得引起人们的关注，特别是在男性必需用品中的使用。