环境污染物PFBS影响妊娠高血压综合症的队列研究及细胞分子机制

Perfluorobutane sulfonate (PFBS), an emerging environmental pollutant, has been widely accumulated both in the environment and human beings, especially in China. Previous studies have shown that PFBS has endocrine disruption effects and immunotoxicity; epidemiological studies have shown that PFBS is associated with adverse reproductive health. Our pilot studies showed that PFBS is positively associated with hypertensive disorders of pregnancy (HDP); high concentration PFBS lead to apoptosis and reduced invasive ability of cytotrophoblast. The interactions between extravillous trophoblast (EVT) and vascular cells of uterine spiral arteries is key to normal pregnancy. We aim to investigate (1) the prospective association between PFBS and HDP in a larger sample; (2) whether PFBS exposure during early pregnancy affect EVT’s endothelial cells-like specialization and its adhesion ability, and the secretion of cytokines, chemokines, and growth factors. This study will probably provide knowledge on the underlying mechanism of the association between prenatal exposure of PFBS and hypertensive disorders of pregnancy, and help guide the government to formulate regulations to monitor the production of PFBS in industries.

PFBS属于新型短链全氟类化合物，因其具有较短的半衰期和相对较低的生物毒性，近年来被大量生产，导致其在环境与人体中不断蓄积。我国是PFBS生产大国，PFBS污染日渐严重。近期研究表明，PFBS具有内分泌和免疫毒性，且与女性生殖健康相关。我们前期预实验发现，PFBS与妊娠高血压综合症（HDP）有剂量反应关系；高浓度PFBS暴露导致滋养层细胞凋亡。绒毛外滋养层细胞（EVT）入侵子宫螺旋动脉并进行“内皮细胞样分化”，对子宫螺旋动脉重铸至关重要。子宫螺旋动脉重铸不完全导致胎盘缺血是HDP发生的关键病理特征。因此，本课题将进一步深入研究：（1）利用大样本的队列研究，前瞻性地探索PFBS与HDP的相关性；（2）探索PFBS是否影响EVT“内皮细胞样分化”和粘附能力，及调控相关细胞因子、趋化因子及生长因子的基因表达水平。本研究将对政府制定PFBS生产的法规提供科学依据，并增加对HDP的病因学认知。

PFBS属于新型短链全氟类化合物，因其具有较短的半衰期和相对较低的生物毒性，近年来被大量生产，导致其在环境与人体中不断蓄积。我国是PFBS生产大国，PFBS污染日渐严重。近期研究表明，PFBS具有内分泌和免疫毒性，且与女性生殖健康相关。利用“上海优生儿童队列”（4000余对母婴），本课题的主要研究内容包括（1）检测孕早期孕妇外周血PFAS的浓度，考虑包括孕妇年龄、孕周、孕前BMI等在内的混杂因素，利用多因素回归模型评估PFBS与妊娠高血压综合症（包括妊娠期高血压、子痫前期）的发病关联以及关联强度；（2）利用人绒毛膜滋养层细胞系(HTR-8/SVneo)，研究PFBS暴露对绒毛外细胞滋养层细胞(EVT)活性/增殖、迁移、侵袭能力的影响，以及利用Western blot、RNA-seq、qPCR探索PFBS暴露对人绒毛膜滋养层细胞功能影响的可能信号通路。前瞻性队列研究结果表明，孕早期PFBS暴露与妊娠高血压、子痫前期或妊娠高血压综合症均无显著关系。PFBS暴露水平0.01-100 uM与细胞增殖呈现剂量反应关系。 PFBS暴露浓度为100 uM时不引起细胞凋亡，且可促进细胞增殖。PFBS暴露10-100 uM水平可降低滋养层细胞迁移及侵袭能力,提示在此水平下,PFBS可能导致细胞滋养层细胞更易增殖,而不是进行侵袭性细胞的转化，而PFBS暴露0.1 uM水平可引起滋养层细胞侵袭能力显著升高，同时不影响迁移能力。RNA-seq分析提示HIF-1α目标基因呈现差异性表达，且目标基因与细胞增殖、侵袭及子痫前期相关。Western blot 实验提示PFBS暴露与HIF-1α表达上调相关。本研究未发现PFBS与妊娠高血压综合症的流行病学证据，但是体外细胞实验提示，PFBS可能通过影响子痫前期相关基因，从而影响滋养层细胞增殖及侵袭。