应用高通量转录组测序研究氟对动物HPG轴的影响及分子机制

流行病学调查和实验室研究均证明氟影响人和动物的生殖健康。本课题组前期研究发现氟可致雄性动物性激素分泌异常，且利用寡核苷酸微阵列芯片和miRNA基因表达谱芯片筛查出氟作用下睾丸及精子中多个与性激素调节相关的差异基因，基于此，本项目着重对生殖内分泌系统中下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴展开研究，通过观察组织的形态结构，检测HPG轴相关激素，运用高通量测序平台进行转录组测序（RNA-seq和Small RNA-seq），并进行基因表达差异分析、可变剪切分析、Small RNA作用靶基因分析，结合生物信息学从分子水平研究氟对HPG轴的影响，深入探讨氟的生殖毒性机理，从而为进一步实施科学诊断和靶标药物设计提供依据，在实践中为保障畜牧业可持续发展、男性不育症的诊治和日趋严重的环境污染对健康损害防治等方面提供理论和实践指导。

氟中毒严重的影响着人和动物的健康，本研究立足氟可通过血脑屏障、血睾屏障，以及造成大脑、睾丸组织结构和功能的损伤，通过建立氟中毒动物模型，经下丘脑、垂体、睾丸的形态学及超微结构观察，以及相关激素测定后，重点应用高通量测序平台和生物信息学技术对生殖内分泌系统中下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴进行转录组测序，结果发现与对照组相比，氟组差异表达的基因分别为下丘脑988个，垂体368个，睾丸242个，主要涉及神经递质受体系统、突触的长时程增强效应（LTP）、谷氨酸代谢、5′磷酸吡多胺补体通路、上皮细胞附着连接通路、紫外线诱导的MAPK信号通路、甘氨酸代谢途径以及嘧啶补体途径。由于下丘脑和垂体的miRNA测序结果一致性较差，我们重点分析了氟中毒动物睾丸组织的miRNA，共有877个miRNA表达，其中差异显著的共22个miRNA，靶基因预测得到5937个具有不同功能的靶基因。本项目基本阐明了氟生殖毒性在HPG轴的表现，为进一步研究其损伤机理提供了参考和依据，同时，研究成果在SCI源期刊上共发表论文19篇，SCI总影响因子达59，其中《Arch Toxicol》3篇，《Chemosphere》5篇，《Toxicol Sci》1篇，《Toxicology》1篇，《Environ Toxicol Phar》1篇，《Aquat Toxicol》3篇，《Fluoride》3篇，《Biol Trace Elem Res》 2篇。