子宫内接触邻苯二甲酸酯和DINCH代谢物与胎盘DNA甲基化之间的关联

《Environment International》：Association of in utero exposure to phthalate and DINCH metabolites with placental DNA methylation

胎盘DNA甲基化与孕期邻苯二甲酸酯及DINCH代谢物暴露的关联分析。采用LC-MS/MS检测11种代谢物水平，利用EPIC芯片进行全基因组甲基化分析，发现38个经Bonferroni校正显著关联的CpG位点，涉及代谢、免疫及血管通路，并揭示性别特异性效应。混合分析补充了20个新关联。研究证实孕期塑化剂暴露可能通过表观遗传机制影响胎盘功能。

　　这项研究围绕着孕期母亲接触邻苯二甲酸酯类（Phthalates）和1,2-环己烷二羧酸二异壬酯（DINCH）代谢物与胎盘DNA甲基化之间的关系展开。邻苯二甲酸酯类和DINCH是一类广泛存在于消费产品中的非持久性化学物质，如塑料制品、化妆品、食品包装和医疗设备等。由于它们的广泛应用，这些化学物质在人类环境中普遍存在，导致人们通过饮食、呼吸和皮肤接触等多种途径长期暴露。研究表明，这些物质可能通过影响胎盘的表观遗传修饰，进而对胎儿的生殖健康和长期健康产生不利影响。本研究的目标是评估在19周和35周的尿液样本中检测到的这些代谢物水平与胎盘DNA甲基化之间的关系，并探讨这些化学物质对胎盘功能和胎儿发育的潜在影响。

胎盘是胎儿发育的关键器官，负责营养和氧气的交换，免疫防御以及内分泌调节。由于其对母体和胎儿系统的直接接触，胎盘可能成为研究化学暴露影响的理想组织。然而，尽管胎盘的重要性被广泛认可，它仍然是相对较少被研究的组织之一。为了探索这一领域，本研究利用了469对母亲和孩子的数据，这些数据来自巴塞罗那生命研究队列（BiSC）的样本。研究团队通过收集孕期不同阶段的尿液样本，并使用高分辨率液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术分析了15种邻苯二甲酸酯代谢物和2种DINCH代谢物的水平。随后，通过Illumina EPIC芯片对胎盘DNA甲基化进行了全基因组分析。

研究中采用了稳健的线性回归模型，分别测试了在19周、35周以及整个孕期的单个暴露与每个CpG位点之间的关联。此外，还使用了量化g计算方法对暴露混合物进行了二次分析，以探讨这些化学物质可能产生的协同效应。结果显示，在单个暴露模型中，共有38个Bonferroni显著关联（p值<1E-07），其中24个与19周的暴露相关，8个与35周的暴露相关，6个与整个孕期的暴露相关。这些显著关联的CpG位点被注释为与代谢、免疫和血管通路、类固醇生物合成以及性激素信号相关的基因。在性别的分层分析中，发现了49个女性特异性关联和42个男性特异性关联，其中大多数是在单个时间点中被识别出来的。混合分析揭示了20个显著关联，所有这些关联的方向都与单个代谢物模型一致，表明这些化学物质可能通过共同的机制影响胎盘DNA甲基化。

研究还探讨了不同孕期阶段的暴露对胎盘DNA甲基化的影响。在19周时，24个Bonferroni显著关联的CpG位点分布在10个基因座上，涉及11个不同的基因。其中，12个CpG位点与MEP（单乙基邻苯二甲酸酯）水平呈负相关，这可能意味着MEP暴露与胎盘DNA甲基化水平的降低有关。这些CpG位点还与不同的代谢物相关，如MEHHP（单乙基-5-羟基己基邻苯二甲酸酯）和MEOHP（单乙基-5-氧己基邻苯二甲酸酯），这可能暗示着这些代谢物对胎盘功能的影响具有一定的特异性。在35周时，8个Bonferroni显著关联的CpG位点被发现，这些位点涉及7个代谢物和6个基因。而整个孕期的暴露则与6个CpG位点相关，涉及4个基因。

值得注意的是，不同暴露窗口的关联性在基因座和基因之间表现出一定的差异。例如，在19周和35周时，虽然部分CpG位点可能被重复检测，但它们所关联的代谢物和基因不同。这种差异可能反映了不同孕期阶段暴露对胎盘的不同影响，也可能由于样本重叠不完全或暴露水平在不同时间点的波动所致。此外，混合分析揭示了额外的20个Bonferroni显著关联，其中部分CpG位点在单个代谢物分析中已经被发现。这些结果表明，尽管个体代谢物对胎盘DNA甲基化的影响具有一定的特异性，但它们的共同作用也可能对胎盘产生更广泛的影响。

研究还探讨了暴露与性别之间的关系。结果显示，不同的CpG位点在男性和女性中表现出不同的甲基化模式，这可能与这些化学物质的内分泌干扰特性有关。例如，在女性中，某些CpG位点与胎盘血管化有关，而在男性中，一些CpG位点则与生长因子信号通路相关。这些性别特异性的关联可能意味着不同性别在面对相同的化学暴露时，其生理反应存在差异，这种差异可能与性激素信号通路或特定的基因表达模式有关。

研究的局限性在于，虽然样本量较大，但不同暴露窗口的样本重叠程度有限，这可能影响对时间特异性效应的识别。此外，由于使用的是批量组织分析，无法准确评估特定细胞类型中的甲基化变化，这可能会掩盖某些细胞类型特有的效应。因此，未来的研究可能需要结合单细胞测序技术，以更精细地解析不同细胞类型在暴露下的反应。此外，研究中还发现，虽然部分CpG位点在其他队列研究中未被发现，但这可能与不同队列的暴露评估方法、样本规模以及统计模型的差异有关。

总的来说，这项研究提供了重要的证据，表明孕期接触邻苯二甲酸酯和DINCH代谢物可能通过影响胎盘的表观遗传修饰，对胎儿的健康产生潜在影响。研究结果不仅有助于理解这些化学物质对胎盘功能的潜在影响，还为未来的研究提供了方向，特别是在探讨不同暴露时间窗口对胎盘DNA甲基化的影响以及性别特异性效应的机制方面。此外，混合分析的结果也表明，这些化学物质的协同作用可能对胎盘产生更复杂的影响，需要进一步的研究来验证这些发现。这些发现对于公共卫生政策的制定和孕期化学暴露的预防具有重要意义。