围孕期夫妻双方酞酸酯类暴露的表观遗传学效应及其对生殖结局的影响

Environmental chemicals have been suggested to pose a risk for reproduction, and phthalates are a class of environmental toxicants of concern. The hitherto published epidemiological literature focusing on parental phthalates exposure and reproductive health is scarce. Our pilot studies have shown that urinary concentrations of select phthalate metabolites of women undergoing in vitro fertilization were associated with decreased embryo quality, and its mechanisms remains to be elucidated. The epigenetic mechanisms may mediate the adverse effects of phthalates exposure on embryo development. Periconceptional phthalates exposure may modify the epigenetic information of gametes which further delivered to embryos, and thus disrupt the miRNA expression profiles of the embryos leading to adverse effects on embryo development, birth outcomes and phenotypes of progenies. In this study, we aim to reveal the actual effects of phthalates exposure on reproductive outcomes by assessing parental urinary concentrations of eight phthalate metabolites during periconception. To investigate the involvement of miRNA in defects of embryo development and pregnancy, we compare the miRNA expression profiles of spent embryo culture media collected from couples representing different exposure levels. With the bioinformatics tools, we could indentify noninvasive biomarkers that associate with phthalate-induced embryo toxicity, and elucidate its underlying mechanisms.

环境化学物质暴露是不孕症及不良妊娠结局的潜在危险因素，酞酸酯类化合物（PAEs）是其中重要的一类。目前尚缺乏基于夫妻双方PAEs暴露水平对生殖健康影响的流行病学研究。申请者的前期研究发现不孕女性PAEs暴露与胚胎质量下降相关，但其作用机制尚待阐明，而表观遗传的改变可能是影响胚胎发育的重要机制。围孕期PAEs暴露可能改变配子的表观遗传信息，并通过配子传递给胚胎，影响胚胎miRNA的表达，从而对胚胎发育、妊娠结局和后代表型产生不良影响。本课题通过测定围孕期夫妇双方尿样中PAEs代谢产物水平，以真实、准确地揭示PAEs暴露对胚胎发育、妊娠及出生结局的影响。通过对不同PAEs暴露水平夫妇的囊胚培养液miRNA表达谱的分析，明确围孕期PAEs暴露水平、差异miRNA及囊胚形成率、着床率间的关联程度，以寻找反映PAEs暴露对胚胎影响的非侵入性生物标志物，为揭示其生殖发育毒性机制奠定基础。

酞酸酯类（Phthalate esters, PAEs）是一类产量大、用途广的环境内分泌干扰物，其主要作为基质、溶剂、增塑剂用于个人护理用品、化妆品、建筑材料等的生产。由于PAEs与上述物质的非共价结合，导致其极易释放到环境中，造成人群的广泛暴露。PAEs暴露是不孕症及不良妊娠结局的潜在危险因素之一，但缺乏基于夫妻双方PAEs暴露水平对生殖健康影响的研究，且PAEs的生殖毒性机制也尚待阐明。本研究以生殖中心为研究现场，以就诊的不孕夫妇为研究对象，以研究对象的尿液和卵泡液为生物样本，通过采用高效液相色谱质谱联用技术对生物标本中的8种PAEs代谢产物和2种氧化应激标志物的浓度进行检测，采用标准化问卷对研究对象的人口学和生活方式进行调查，并且收集不孕夫妇的试管婴儿临床检查资料和生殖结局数据；此外还检测了卵泡液外泌体中微小核糖核酸的表达来探索可能的机制，从流行病学和生殖健康效应的角度来全面地探讨夫妻双方环境水平PAEs暴露对生殖结局的影响以及潜在的机制。研究结果显示不孕夫妇双方均有不同程度的PAEs暴露，且双方的暴露具有显著正相关性；生活方式的不同可能导致PAEs的较高暴露水平；不孕女性尿液中PAEs暴露与卵巢储备、获卵数、受精率、优胚率的下降有关；不孕男性尿液中的某些PAEs暴露与生殖结局之间呈现了正向相关性，但这一关系仍需要进一步验证；不孕女性卵泡液中PAEs暴露与获卵数、成熟卵数、受精率下降有关；夫妻双方的尿液PAEs暴露均可导致体内氧化应激水平的升高；卵泡液中PAEs暴露可能通过外泌体传递miRNA参与机体的某些生物进程和信号通路表达的改变来影响女性生殖健康。通过本研究项目的实施，我们获得了大量基于我国不孕夫妇人群的环境水平PAEs暴露与生殖健康风险的临床数据，在同时评估夫妻双方暴露的水平上揭示了PAEs暴露对生殖损害的关系，为证实PAEs暴露的生殖危害和风险提供基于人群的科学依据，同时外泌体miRNA测序为研究PAEs的生殖毒性机制提供了线索。