慢性全身PM2.5暴露引起卵巢功能障礙
PM2.5作為空氣污染的重要組成部分之一，嚴(yán)重威脅著我國等發(fā)展中國家的公眾健康，卵巢功能障礙是導(dǎo)致自然生育能力下降主要原因之一。流行病學(xué)研究表明，PM2.5暴露對(duì)男性和女性生殖系統(tǒng)都帶來不利影響。尤其是大氣污染物對(duì)雌性配子發(fā)生和胚胎發(fā)育具有毒性作用。長期PM2.5暴露增加人類不孕和不良妊娠結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)，包括低出生體重、宮內(nèi)生長遲緩、早產(chǎn)和新生兒死亡。近期臨床和實(shí)驗(yàn)研究也提示大氣PM2.5濃度的增加與人群生育力下降有關(guān)，PM2.5誘導(dǎo)的活性氧（ROS）在誘導(dǎo)卵巢炎癥和氧化應(yīng)激中起重要作用。但是，長期PM2.5暴露對(duì)女性生殖能力相關(guān)的卵巢損傷的分子作用機(jī)理尚不清楚。
中國科學(xué)院大學(xué)丁文軍教授與華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院王世宣教授團(tuán)隊(duì)合作于2020年7月在Small雜志在線發(fā)表題為“Ovarian Dysfunction Induced by Chronic Whole-body PM2.5 Exposure”的論文，揭示了慢性PM2.5暴露對(duì)卵巢功能的影響及其分子機(jī)制。
該研究通過全身暴露系統(tǒng)將性成熟期雌性小鼠暴露于空氣PM2.5或過濾的潔凈空氣中4個(gè)月。作者首先檢測(cè)了PM2.5暴露對(duì)小鼠內(nèi)分泌、卵巢儲(chǔ)備、卵泡發(fā)育及卵巢顆粒細(xì)胞凋亡和生殖功能的影響，再應(yīng)用轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析了PM2.5暴露組與對(duì)照組小鼠卵巢的整體基因表達(dá)譜差異。結(jié)果表明，PM2.5暴露顯著改變氧化應(yīng)激、膽固醇代謝及甾體激素合成通路；PM2.5誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激通過NF-κB/IL6炎癥通路及線粒體凋亡信號(hào)途徑引起卵巢顆粒細(xì)胞凋亡-卵泡閉鎖。此外，在體外人卵巢皮質(zhì)培養(yǎng)和小鼠實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)一步明確了植物提取物-虎杖苷（Polydatin）具有抗氧化應(yīng)激、抗炎功效，并改善PM2.5暴露誘導(dǎo)的卵巢損傷。
作者通過上述研究發(fā)現(xiàn)，長期暴露于大氣PM2.5（平均30-40 μg/m3）引起卵巢功能損傷，包括生殖能力受損、內(nèi)分泌紊亂和卵巢儲(chǔ)備減少。PM2.5通過激活線粒體依賴的細(xì)胞凋亡途徑和NF-κB/IL6信號(hào)通路引起卵巢儲(chǔ)備減少、卵泡發(fā)育遲緩和卵巢顆粒細(xì)胞凋亡。然而，植物提取物虎杖苷的治療顯著降低PM2.5誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，改善PM2.5暴露引起的卵巢功能損傷。該研究是首次全面系統(tǒng)地研究了慢性全身性PM2.5暴露對(duì)性成熟期小鼠卵巢功能的影響，并結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析進(jìn)一步闡明了PM2.5誘導(dǎo)的線粒體氧化應(yīng)激經(jīng)NF-κB/IL6信號(hào)通路參與其毒性效應(yīng)的分子作用機(jī)制。研究結(jié)果為PM2.5的生殖毒性作用提供了理論依據(jù)和防治策略。
PM2.5誘導(dǎo)卵巢功能損傷的作用機(jī)制示意圖：
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