早期镉暴露致卵母细胞发育和颗粒细胞激素合成障碍及其相关基因表观遗传学调控

It is a new field of reproductive toxicological research to reveal the developmental effect of ovarian cells when exposed to EEDs and its epigenetics mechanism. This program, which bases on our pre-study, would carry out the toxic effect of development and hormone synthesization of ovarian cells and its epigenetics mechanism after exposure to cadmium from immature to mature period. We would utilize two kinds of models to observe the changes of ovarian cells development and hormone synthesization in granulosa cells: Model I:exposed to cadmium in vivo(from 21 day to maturation), Model II: exposed to cadmium in vitro(ovarian cells culture in vitro). Meanwhile, we apply modern technique of molecular biology, such as Confocal Laser Scanning Microscope、Real time PCR、DNA methylation detectation and microRNA expression profiles detectation, etc, to detect expression of correlating gene and protein, as well as expression of DNA methylation and microRNA of ovarian cells, then analyse and clarify the possible epigenetics toxicological mechanism. The expected results of this program would be significant to deepen the knowledge and research of epigenetics toxic effect of cadmium exposure to female reproductive health region, and provide scientific foundation to promote professional precaution and defense standard of cadmium.

EEDs暴露对卵巢细胞生长发育的影响及其表观遗传学调控机制是当前生殖毒理学研究的新领域。本项目在前期研究的基础上，开展早期镉暴露至成年后对卵巢细胞发育与激素合成的影响及其表观遗传学机制研究，结合体内（21日龄染毒至性成熟）和体外（卵巢细胞体外培养染毒）两种染毒模型，应用现代分子生物学技术（如激光共聚焦显微观察、荧光定量PCR检测、DNA甲基化模式与microRNA表达检测分析等），观察早期镉暴露后卵巢的细胞发育情况和卵巢颗粒细胞激素合成的改变，检测相关基因与蛋白表达、DNA甲基化模式与microRNA表达等，分析和阐明其可能的表观遗传毒理学机制。项目预期结果对于进一步深化镉暴露对生殖健康的损害及其表观遗传毒效应机制的认识与研究具有重要的理论、技术和研究创新的科学意义，为促进和提高镉的预防、控制水平提供重要的科学依据。

EEDs暴露对卵巢细胞生长发育的影响及其表观遗传学调控机制是当前生殖毒理学研究的新领域。本项目在前期研究的基础上，开展早期镉暴露至成年后对卵巢细胞发育与激素合成的影响及其表观遗传学机制研究，结合体内（21日龄染毒至性成熟）和体外（卵巢体外培养染毒）两种染毒模型，应用现代分子生物学技术（如激光共聚焦显微观察、荧光定量PCR检测、DNA甲基化模式与microRNA表达检测分析等），观察早期镉暴露后卵巢的细胞发育情况和卵巢颗粒细胞激素合成的改变，检测相关基因与蛋白表达、DNA甲基化模式与microRNA表达等，分析和阐明其可能的表观遗传毒理学机制。. 本项目主要结果：1.镉对卵巢细胞发育和其相关基因表达及其表观遗传调控的影响：抑制卵巢细胞发育，促进卵泡凋亡，破坏颗粒细胞超微结构；Figlα和H1foo基因表达下调，AMH基因表达上调，Figlα基因启动子区CpG岛的总甲基化率升高；Bax表达上调，Bcl-2,Bcl-xl表达下调；结果表明卵泡发育相关基因的下调和凋亡相关基因Bax上调和Bcl-2,Bcl-xl表达下调可能是镉致卵巢毒性作用的重要机制之一；其中Figlα基因DNA甲基化在其表达下调中发挥作用；2.镉对卵巢颗粒细胞激素合成和相关基因表达及其表观遗传调控的影响：卵巢E2水平降低，StAR，CYP11A1，3β-HSD，CYP17A1和CYP19A12基因表达下调；miR-133a表达上调；结果表明甾体激素合成相关基因的表达在其毒性机制中具有重要意义；而miR-133a可能参与了CYP19A1基因表达下调的调控过程；3.镉对SCF/c-kit基因及其表观遗传学调控的影响：SCF/c-kit基因表达下调；miR-193,miR-221和miR-222的表达水平显著上调；结果表明SCF/c-kit基因表达的下调在镉致卵巢发育障碍中发挥了重要作用；而miR-193,miR-221和miR-222参与了镉致c-kit表达的下调。. 本项目研究具有重要的科学意义，无论断乳至性成熟大鼠或新生大鼠卵巢镉暴露可抑制卵巢细胞发育和颗粒细胞激素合成分泌功能，细胞凋亡和颗粒细胞激素合成相关基因的差异表达及其表遗传调控在其毒作用机制中具有重要意义，这为最终揭示环境有害因素对卵巢细胞生长发育的毒性作用是否可能存在表观遗传学调控机制这一科学问题提供了新的科学依据。