生殖细胞生物学课题组在霉菌毒素的卵巢毒性领域获得新进展

    2021-02-27 14:31:00           浏览数:0

  近日,我院生殖细胞生物学课题组在医学大类一区、TOP期刊《Theranostics(诊断治疗学)》(影响因子8.579)上发表研究论文,从单细胞层面上系统阐释了动物在妊娠期采食含有霉菌毒素玉米赤霉烯酮的食物会诱发后代卵巢发育异常的分子遗传机制。

  霉菌毒素是由霉菌或真菌产生的毒性代谢产物,目前已发现的霉菌毒素约300余种,在世界各地区都有不同程度的发生。霉菌毒素及其代谢产物已经成为危害人类身体健康、畜牧业健康发展的重大社会和经济问题之一,引起了人们的高度重视。其中,玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)作为一种环境类雌激素,可以通过口服的方式进入体内,对人类及动物的生殖健康造成重大危害。此外,人和动物的原始卵泡形成过程涉及繁多的生物学事件以及复杂的多细胞调控网络。因此,关于ZEN暴露影响原始卵泡形成的分子机制研究尚不深入。

  鉴于此,该研究以口服ZEN小鼠为模型,借助卵巢单细胞转录组技术对ZEN暴露影响原始卵泡形成过程的分子机制进行了深度探讨。该研究发现,妊娠母体ZEN暴露改变了后代卵巢生殖细胞发育轨迹,并使生殖细胞γ-H2AX和RAD51表达量上调,与DNA损伤有关的功能途径被激活。ZEN暴露也影响了卵巢颗粒细胞的细胞命运,诱导颗粒细胞凋亡。该研究进一步构建了原始卵泡形成过程中生殖细胞与颗粒细胞的互作网络,发现ZEN暴露导致生殖细胞和颗粒细胞之间WNT4-FZD2和BMP2-BMPR1B两对配受体表达量水平升高。此外,在ZEN影响下,YAP1、TEAD1/2、SMAD4、ID1和AXIN1等表达异常,揭示ZEN暴露会通过Hippo信号通路影响生殖细胞和颗粒细胞生长状态,从而影响原始卵泡形成。由此可见,ZEN暴露会干扰生殖细胞与颗粒细胞之间的信号转导,改变细胞命运轨迹,从而影响原始卵泡形成过程,损害人类和动物的生殖健康。该研究不仅为ZEN危害雌性动物生殖健康提供了有力的证据,同时对于降低ZEN的生殖毒性,维持和提高动物的繁殖力具有重要意义。

  我院硕士生田宇为该论文的第一作者,李兰副教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、青岛市科技惠民项目等项目的资助。

  原文链接:Single-cell transcriptomic profiling provides insights into the toxic effects of Zearalenone exposure on primordial follicle assembly. Theranostics, 2021 doi: 10.7150/thno.58433
 

图:单细胞分辨率解析玉米赤霉烯酮损害原始卵泡形成的机制

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