围产期BDE-209暴露后ROS-MAPK激活-DNA甲基化下降致子代神经发育毒性的机制研究

Epidemiological investigations and animal experiments show that perinatal exposure of brominated flame retardants - decabromodiphenyl ether (BDE-209) affect offspring learning and memory capabilities, our findings demonstrate that BDE-209 perinatal exposure can reduce the neuron differentiation from neural stem cells, the specific mechanisms are not yet clear , interfering with the awareness of the toxicity of BDE-209, resulting in continuous application of BDE-209 in China. The level of DNA methylation affects the orientation differentiation of the neural stem cell, and ROS, MAPK/ERK, MAPK/P38 pathway can affect the DNMT activity. We speculate that the "perinatal BDE-209 through ROS activated MAPK pathway and thus caused the decline in DNA methylation gives rise to decline in neural stem cell differentiation capacity" is one new mechanism of neurodevelopmental toxicity of BDE-209. Therefore, we intend to apply oriented induction of differentiation, immunofluorescence staining, DNA methylation sequencing technologies to observe the oxidative stress, DNA methylation and cholinergic differentiation of the offspring neural stem cells to confirme our speculation in whole - cell - molecular three level. This project will reveal perinatal BDE-209 exposure neurodevelopmental toxicity mechanisms, to provide a theoretical basis for countries to develop policies.

流行病学调查和动物实验表明十溴联苯醚（BDE-209）围产期暴露影响子代学习与记忆能力，我们发现围产期暴露后导致子代神经干细胞向神经元的分化能力下降为其主要原因，但具体机制不明，影响了人们对BDE-209毒性认识，致使其在中国仍继续使用。DNA甲基化水平影响神经干细胞的定向分化，而ROS、MAPK/ERK、MAPK/P38通路可以影响DNA甲基化转移酶DNMT活性。我们推测"围产期BDE-209暴露通过诱发ROS激活MAPK/ERK、MAPK/P38通路进而引起DNA甲基化降低从而导致神经干细胞分化能力下降"是BDE-209神经发育毒性的机制之一。本项目应用定向诱导分化与DNA甲基化检测等技术观察子代神经干细胞的氧化应激、MAPK通路、DNA甲基化与神经干细胞的胆碱能分化等指标，从整体-细胞-分子三个层面揭示围产期BDE-209暴露神经发育毒性机制，为国家制定相关政策提供理论依据。

环境污染物已成为危害人类健康的重要因素之一。新型环境污染物十溴联苯醚（BDE-209）可通过母体吸收造成胎儿宫内暴露。动物实验及流行病学调查表明BDE-209具有神经发育毒性，影响子代的学习与记忆能力，我们发现围产期暴露后导致子代神经干细胞向神经元的分化能力下降为其主要原因，但具体机制不明，影响了人们对BDE-209 毒性认识，致使其在中国仍继续使用。DNA甲基化水平影响神经干细胞的定向分化，而ROS、MAPK/ERK、MAPK/P38 通路可以影响DNA 甲基化转移酶DNMT 活性。我们推测“围产期BDE-209 暴露通过诱发ROS 激活MAPK/ERK、MAPK/P38通路进而引起DNA 甲基化降低从而导致神经干细胞分化能力下降”是BDE-209 神经发育毒性的机制之一。本项目利用动物体及体外神经细胞、神经干细胞和人胚胎干细胞模型研究，利用免疫荧光染色、免疫组化、免疫印记、qRT-PCR流等技术检测，发现低剂量BDE-209影响胚胎干细胞-神经干系统-神经元细胞的神经系统发育及功能，揭示孕期暴露低剂量BDE-209对子代神经系统发育的不同节点均有不同的影响，而氧化应激、凋亡和炎症反应是相应的重要影响机制，证实了我们的推测，并揭示自噬影响BDE-209神经发育毒性的新机制，进一步理解环境污染物的神经发育毒性机制。