青春期前双酚A暴露诱发青春期启动提前的表观遗传调控机制研究

Precocious puberty is an important public health issue for Chinese girls. The incidence rate of precocious puberty in girls elevated prominently during the prepubertal period. Prepubertal children were exposed to bisphenol-A (BPA) widely. In our previous study, we found that the exposure of BPA during the prepubertal period could significantly increase the risk of idiopathic central precocious puberty (ICPP) in girls, the urinary BPA levels were positively correlated with methylation levels of DNA methyltransferase 3B (DNMT3B) CpG island, and methylation levels of many genes associated to DNMTs and hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis were significantly higher in ICPP girls than healthy controls. Therefore, we speculated that the mechanism of advanced onset of puberty induced by prepubertal BPA exposure may be associated with epigenetic regulation based on DNA methylation, which was rarely reported. We plan to expose prepubertal rats to different levels of BPA, then analysis the influence of vaginal opening day, function of HPG axis, methylation levels, mRNA and protein levels of target genes associated to DNA methylation, regulate factor, hormones and receptors of HPG axis. The research may reveal the epigenetic regulation mechanism of advanced onset of puberty induced by prepubertal exposure of BPA based on DNA methylation, which could be benefit to the prevention and control of precocious puberty in girls.

性早熟是当前危害我国女童健康的重要公共卫生问题，青春期前是女童性早熟发病率突增的重要敏感期。青春期前儿童普遍存在双酚A（BPA）暴露，申请人前期研究发现青春期前BPA暴露显著增加女童特发性中枢性性早熟（ICPP）患病风险，尿液BPA浓度与DNA甲基化转移酶3B基因甲基化水平正相关，ICPP女童多种DNA甲基化转移酶及下丘脑垂体性腺（HPG）轴相关基因甲基化水平显著高于正常女童。据此推测青春期前BPA暴露诱发女童青春期启动提前可能与基于DNA甲基化的表观遗传调控机制有关，目前未检索到相关文献。本研究拟对青春期前雌性大鼠进行BPA暴露，分析阴道口开放时间、HPG轴功能及靶器官DNA甲基化、调节因子、激素及受体相关基因甲基化水平、mRNA及蛋白表达水平差异，研究青春期前BPA暴露诱发青春期启动提前的表观遗传调控机制，为女童性早熟防控奠定理论基础，具有重要现实意义。

项目的背景：.第一部分 性早熟是当前危害我国女童健康的重要公共卫生问题。双酚A（Bisphenol A, BPA）具有拟雌激素样活性，女童青春期前BPA暴露可能诱发其青春期启动提前。.第二部分 此次研究进行过程中，正值新型冠状病毒（COVID-19）流行期。疫情流行期间，内分泌遗传代谢科就诊的性早熟女童较前明显增多。..主要研究内容：.第一部分 通过ER-cre小鼠与报告基因小鼠进行杂交，产生荧光特异性标记ER的小鼠。不同剂量BPA暴露后取小鼠下丘脑组织，通过流式细胞分选技术，将荧光特异性标记ER的GnRH神经元细胞精准筛选，分析所筛选细胞目的基因甲基化水平、mRNA及蛋白表达水平。.第二部分 分析2020年上海儿童医学中心门诊以“性早熟”就诊的女童就诊比例是否较以往正常年份（2016-2019年）确实有显著升高；比较内分泌遗传代谢科病房2020年疫情流行期间与2016-2019年既往年份住院诊治的性早熟女童临床特点差异。..重要结果：.第一部分 通过ER1-cre小鼠与报告基因小鼠进行杂交，繁殖出可在荧光显微镜下特异性显影ER1+神经元的ER1-cre-/+；H2B-flox-/+小鼠，在荧光显微镜下发现标记了绿色荧光蛋白的ER-1的神经元富集在下丘脑旁。.第二部分 COVID-19疫情期间女童生活方式发生重大变化（吃得多、动得少），体重出现显著增长，性早熟就诊率显著增加。2020年组性早熟女童血清胃饥饿素（ghrelin）及MKRN3水平较2016-2019年组显著下降，同时性早熟女童ghrelin与MKRN3水平呈正相关。..关键数据：详见附件..科学意义：.第一部分 明确ER-1的神经元下丘脑富集区域，为精准选取脑组织进行流式细胞筛选提供充分依据。.第二部分 预防COVID-19感染的同时仍需注意保持良好生活习惯，避免体重过快增长；体重增长过快可能通过ghrelin水平下调参与HPG轴功能激活的调控，这可能是COVID-19流行期间女童性早熟增加的神经内分泌调控机制。