孕期急性砷暴露降低胎脑DNA羟甲基化水平诱发神经管畸形
目的：本研究重点关注孕期砷暴露对胎鼠的致畸效应，探讨了胎脑DNA羟甲基化水平改变及细胞周期阻滞在孕期砷暴露诱发胎鼠神经管畸形中的作用。 方法：研究分为动物实验和体外实验两个方面。动物实验由两部分组成。实验一：探究孕期不同剂量砷暴露对胎鼠妊娠结局的影响，将GD8孕鼠分为三组，对照组腹腔注射生理盐水，低剂量组注射10mg/kg的NaAsO2，高剂量组注射12mg/kg的NaAsO2。GD18上午处死孕鼠，记录活胎数、死胎数、吸收胎数、神经管畸形数。实验二：探究孕期砷暴露对胎鼠神经管畸形的影响，将GD8孕鼠分为两组，对照组给予腹腔注射生理盐水，处理组给予12mg/kg的NaAsO2。GD12上午剖杀部分孕鼠，收集胎脑组织并制备病理切片，用LC-MS/MS检测胎脑组织5hmC及α-KG水平，用RT-PCR检测砷暴露对胎脑DNA羟甲基化调控、细胞增殖及细胞周期相关指标的影响。GD18上午，处死剩余孕鼠并记录活胎数、死胎数、吸收胎数、神经管畸形数。体外用C17.2神经干细胞进行实验，运用CCK-8和RTCA实验检测C17.2细胞在不同剂量和不同时间砷暴露下的细胞活性和增殖指数。运用RT-PCR技术检测不同时间砷暴露对C17.2细胞增殖、细胞周期、DNA羟甲基化调控以及活性氧生成的影响，流式细胞术检测不同时间砷暴露后细胞活性氧水平。 结果：动物实验结果表明，孕期砷暴露可诱发胎鼠出现神经管畸形。GD12胎脑H＆E染色发现砷暴露组胎脑组织细胞排列紊乱、分布疏松，界膜杂乱不规整。RT-PCR结果显示，砷暴露组胎脑PCNA、ki67mRNA表达水平显著降低，同时，G0/G1周期调控蛋白CDK6、CyclinD、CDK2、CyclinE1的mRNA水平均降低且G2/M周期调控蛋白CDK1、CyclinB1的mRNA水平也降低。进一步研究发现，孕期砷暴露组胎脑5hmC水平显著降低，胎脑α-KG水平有降低趋势。此外，砷对羟甲基化酶TETs系列基因表达水平也有抑制作用。体外实验中，CCK-8、RTCA的结果表明不同时间或不同剂量砷暴露均会抑制C17.2细胞增殖。RT-PCR结果显示砷抑制C17.2细胞周期调控相关基因CyclinB1、p16mRNA水平。同样，砷暴露降低了C17.2细胞羟甲基化酶TET1、TET2的mRNA水平。流式细胞术结果表明砷暴露明显升高细胞内活性氧水平。此外，砷暴露也抑制了C17.2细胞HO-1、SOD1的mRNA水平。 结论：孕鼠腹腔注射暴露砷引起胎脑发育异常诱发胎鼠神经管畸形。胎脑发育受损可能是砷降低胎脑DNA羟甲基化水平，扰乱细胞周期并抑制胎脑增殖所引起。
砷;神经管畸形;DNA羟甲基化;细胞周期阻滞;活性氧;基因表达
安徽医科大学
硕士
卫生毒理学
徐德祥
2022
中文
R114
2022-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）