生殖细胞生物学课题组解析霉菌毒素跨代遗传的新机制

    2021-05-26 21:26:25 来源:生命科学学院          浏览数:0

  近日,我院生殖细胞生物学课题组在环境科学与生态学一区TOP期刊《Science of the Total Environment》上发表研究论文,探究了玉米赤霉烯酮暴露母体后通过乳汁影响后代卵巢发育的新机制。
 

 

  

  玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)是由玉米镰刀菌、谷类镰刀菌等镰刀菌属代谢产生的次生代谢真菌毒素。ZEN能够广泛存在于粮食作物中,通过一系列食物,包括谷类、肉类、牛奶、葡萄酒、啤酒、干果和香料影响人类的食物链。ZEN在结构和形状上与内源性雌激素17-β-E2非常相似,在动物体中表现出明显的雌激素效应,与17-β-E2竞争结合ERs形成ZEN-ER复合物,激活下游的靶基因,诱发内分泌失衡,导致相应的生殖系统疾病。越来越多的数据显示,ZEN作为一种类雌激素,对雌性生殖系统,特别是对卵子发生和卵泡发育有严重的不良影响。一直以来,母乳被认为是婴儿最理想的营养形式。近来大量研究证实,霉菌毒素能够通过母乳转移到新生儿体内,然而,很少有关于霉菌毒素暴露母体跨代影响后代卵巢发育的研究报道。鉴于此,该研究探讨了ZEN暴露母鼠,通过母乳影响雌性后代卵巢发育,尤其影响原始卵泡形成和发育的分子机制。
 

  图:ZEN暴露母鼠乳汁影响小鼠原始卵泡形成和青春期发育的分子机制

  该研究以ZEN暴露母鼠通过乳汁喂养后代仔鼠为模型,围绕ZEN通过乳汁影响雌性后代卵泡形成和发育的分子机制进行了系统探究。研究发现,ZEN经母乳转移到新生儿体内显著降低了Figlα、Sohlh2、Lhx8和Nobox等原始卵泡形成相关基因的表达,抑制了原始卵泡组装过程;RNA-seq分析发现,ZEN经乳汁进入小鼠体内后,卵巢中RIG-I-L受体信号通路被激活,导致卵巢细胞DNA损伤和凋亡相关蛋白的表达水平升高。此外,ZEN持续暴露母乳直到后代小鼠进入青春期,后代体内对卵泡发育至关重要的AMH、FSH和E2等激素水平明显降低,初级卵泡及有腔卵泡数量明显减少,且卵母细胞发育关键调节基因Gdf9和Bmp15的表达均显著下降,进而损害了其卵泡发育;另外,后代小鼠卵母细胞的纺锤体组装异常,组蛋白H3K4me3、H3K9me3和H3K27me3的表达水平出现紊乱,胚胎发育异常。由此可见,ZEN暴露母体会通过母乳诱发后代卵泡发生和发育出现异常,损害了其生殖能力。

  我校为该论文的第一单位,研究生孔丽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和山东省泰山学者工程等项目的资助。

  原文链接:Maternal Zearalenone exposure impacted ovarian follicle formation and development of suckled offspring. Science of the Total Environment. 2021, 788: 147792. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.147792

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