环境内分泌干扰物质的女性生殖毒理机制与健康影响研究

Early pregnancy loss or first-trimester miscarriage is the most common complication of female reproduction, with its incidence increasing worldwide in recent decades. While human exposure to endocrine disrupting chemicals (EDCs) have been considered as an important factor, the direct evidences are lacking. This project focuses on the adverse effects and mechanism of environmental endocrine disrupting chemicals on female reproductive health. We will comprehensively study the toxicity and mechanisms of some chemicals with high production volume (especially organophosphate flame retardants (ORFRs)) on female reproductive health using model and primary cells and mouse. Based on the mechanism study, we will develop endocrine nuclear receptor affinity method to specifically enrich the chemicals with receptor biding activity from the tissues of pregnancy women, and then these unknown will be identified using high-resolution mass spectrometry. The maternal transfer and associations with infertility and early pregnancy loss of newly identified chemicals together with ORFPs will be further investigated to clarify the causal effects of these chemicals on female reproductive health.

近年来自然流产的发生率呈现上升趋势，环境内分泌干扰物质的人群暴露被认为是导致高发的原因之一，但是因果关系依然不是很明确。本项目以揭示环境内分泌干扰物质的女性生殖毒理机制与健康影响作为研究目标，以有机磷阻燃剂等高产量物质作为模式物质，从细胞和活体水平上研究其女性生殖毒理机制；基于毒性机理研究结果，开发分子作用靶核受体蛋白亲和技术并结合高分辨质谱技术，特异性甄别人体样品中具有女性生殖毒性的内分泌干扰物质，研究这些物质在孕妇体内的母子传递、女性生殖毒理机制及其环境内分泌干扰物质暴露与不孕及自然流产之间的关系，揭示环境内分泌干扰物质与女性生殖健康影响的因果关系。

项目揭示了有机磷阻燃剂(OPFRs)和全氟和多氟化合物(PFAS) 两类高产量、高关注度内分泌干扰物的女性生殖生殖毒理机制与健康影响。本项目开发了3个新的OPFRs代谢标记物，建立了基于接受体外受精-胚胎移植治疗女性队列，发现OPFRs可能干扰的卵泡发育过程，并通过动物实验进行了验证。本项目在室内灰尘中发现了19种新型OPFRs，并基于其鉴定提出了67种OPFRs毒性评估清单。本项目开发了OCT4的的高通量毒性评估方法，发现了以EHDPP和IDDPP为代表的8种抑制OCT4转录活性的OPFRs，并通过建立人源羊膜腔胚体毒性评估模型发现EHDPP和IDDPP通过结合并抑制整合素β1，抑制人类羊膜腔形成。本项目开发了人源滋养层类器官的高通量毒性评估模型，发现了EHDPP等3种抑制类器官增殖的OPFRs，通过动态毒性评估发现了EHDPP通过抑制细胞滋养层(VCTs)抑制了多胚层发育，其机制可能是由于结合并抑制了胰岛素样生长因子受体1。发现EHDPP可通过干扰内细胞团原始态细胞的有氧呼吸，致其分化紊乱。在人类胚胎发育早期研究了蜕膜和胎儿绒毛中OPFRs的浓度及其母子传递，发现EHDPP等4种OPFRs的母子传递系数接近，证明人群胚胎浓度水平下能诱导上述毒性。本项目发现了影响女性生殖和胚胎发育终点的多个OPFRs，而EHDPP影响了本项目几乎所有的OPFRs女性生殖毒性终点，可能需要重点管控。项目发现卵泡液中的PFAS浓度与女性发生多囊卵巢综合症(PCOS)呈正相关，动物暴露可导致子代雌鼠发生PCOS。针对PFAS不孕不育和妊娠疾病机理不清的问题，建立了桑椹胚致密化的高通量筛查方法，评估了19种PFAS并发现PFOA等6种阻碍胚胎致密化的PFAS，其机制可能是PFOA在极低浓度下抑制Myc的活性（IC50为0.14 μM）。同时，PFOA和HPFO-DA可以抑制滋养层类器官中VCT的分化。证明了PFOA会抑制卵巢、胎盘和胚胎发育。另外，项目通过蛋白亲和质谱体系发现具有潜在女性生殖毒性的27种雌激素和15种肝X受体α结合物质。项目为内分泌干扰物致女性生殖毒性提供了翔实证据，为OPFRs和PFAS的科学管理提供了依据。