基于胎肾上腺甾体合成关键基因表观遗传修饰改变的化合物发育毒性评价研究

化合物发育毒性是药物安全性评价的重要内容之一。下丘脑－垂体－肾上腺（HPA）轴与生长发育的关系极为密切，肾上腺是HPA轴发育最早最快的器官，若能探寻到反映胎肾上腺发育和功能改变的关键分子，则可判断化合物对胎HPA轴发育的毒性作用，反映胚胎发育毒性。本实验室和文献研究提示，胎肾上腺SF-1及其调控的甾体合成关键酶系统的表观遗传修饰所致基因表达改变在肾上腺的发育毒性中发挥重要作用，这些基因可作为潜在的化合物发育毒性评价的标志物。因此，本项目首先从动物水平证实孕早期摄入化合物可致胎肾上腺发育毒性及其远期危害；进一步从表观遗传修饰角度研究胎肾上腺SF-1及其调控的甾体合成关键酶系统的改变，确定胎肾上腺发育毒性的关键基因及其甲基化修饰模式，并基于这些关键基因的表观遗传修饰及功能，利用模式生物斑马鱼和人胎肾上腺细胞建立早期、灵敏、快速、可靠的毒性评价系统，为化合物/新药的发育毒性评价提供实验基础。

化合物发育毒性是药物安全性评价的重要内容之一。下丘脑－垂体－肾上腺（HPA）轴与生长发育的关系极为密切，肾上腺是HPA轴发育最早最快的器官，若能探寻到反映胎肾上腺发育和功能改变的关键分子，则可判断化合物对胎HPA轴发育的毒性作用，反映胚胎发育毒性。本项目从表观遗传修饰角度，研究胎肾上腺甾体合成关键转录因子SF-1、甾体合成原料—胆固醇合成及摄入关键基因SR-BI/AACS的DNA甲基化作为化合物发育毒性评价标志物的可能性。研究结果显示，在胎肾上腺发育的关键时期，给予母体化合物（咖啡因-食品与药品、苯巴比妥-药品、尼古丁-药品/环境毒物）暴露可导致胎肾上腺SF-1、SR-BI、AACS启动子区DNA甲基化频率升高，基因表达降低，进而通过调控甾体合成酶或者胆固醇来源抑制甾体激素水平，阻碍胎肾上腺功能发育，导致发育毒性产生，而且这种毒性可持续至胎儿成年后。进一步，在细胞水平和模式生物斑马鱼上也检测到这些基因的表达降低可导致发育毒性产生。DNA甲基化修饰作为检测指标具有早期、灵敏的特点；细胞和斑马鱼的培养周期短，可短期快速评价化合物毒性，两个水平的互补结合使得毒性评价更为可靠。因此，本研究有望完善现有的发育毒性评价体系，为化合物/新药的发育毒性评价提供实验基础。