《Research in Cold and Arid Regions》:Uterine Artery Transcriptomic Signatures of E-Cigarette Aerosol Exposure in Pregnancy
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孕期电子烟气溶胶暴露显著改变子宫动脉转录组,并与胎儿生长受限相关,动物实验显示持续使用电子烟可增加低出生体重风险,而孕期戒烟可降低此风险。
Alexander L. Carabulea|Vishal D. Naik|Joseph D. Janeski|Hong Jiang|Saravanan Venkatachalam|Jayanth Ramadoss
美国密歇根州底特律韦恩州立大学医学院C.S. Mott人类生长与发展中心妇产科
引言
在美国,一些成年人中电子香烟(e-cig)的使用正在增加,尤其是在从未吸烟的年轻人和即将戒烟的中年人中[1]、[2]、[3]。随着这一趋势的上升,人们认为e-cig比传统香烟和其他烟草制品更安全[4]。虽然疾病控制与预防中心(CDC)表示,对于那些用e-cig替代传统香烟或其他烟草产品的成年人来说,e-cig可能有所帮助,但他们也建议在整个怀孕期间完全避免使用任何形式的烟草或尼古丁[3]。然而,在过去几年中,怀孕期间使用e-cig已成为一个主要的健康问题[5]。在18岁及以上的美国成年人中,有4.5%的人目前使用e-cig,其中男性的使用率(5.1%)高于女性(4.0%)。尽管如此,美国孕妇中使用e-cig的比例仍从2.2%上升到了3.6%[6]。这对胎儿健康和新生儿来说非常令人担忧,尤其是在低出生体重和器官发育迟缓方面[6]、[7]、[8]。
尼古丁的致畸作用已经得到充分证实[9],但关于怀孕期间通过气溶胶形式接触尼古丁的影响,目前仍存在很大的知识空白[8],对其对子宫动脉的影响了解更少。大多数关于e-cig的研究都集中在与非孕妇成人的肺部发育和系统器官直接相关的影响上,这是因为尼古丁的已知危害性以及这些目标组织的敏感性[10]、[11]。子宫内编程,也被更广泛地称为发育编程,是一个正在迅速发展的概念,它正在推动神经发育及其相关并发症等多个领域的研究[12]。有几项妊娠风险评估监测系统(PRAMS)研究探讨了母亲吸电子烟对出生体重和出生结果的影响[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19],表明产前接触e-cig会增加低出生体重的风险。
怀孕期间持续使用e-cig与胎儿小于胎龄出生的发生率较高有关:持续使用者中这一比例为16.5%,而非使用者中为8.8%[20]。有趣的是,研究表明,对于仅使用e-cig的孕妇来说,在怀孕期间停止使用e-cig可以降低生下小于胎龄婴儿的风险[20]。通常情况下,子宫动脉在怀孕期间会经历显著的变化,以满足胎儿日益增长的营养需求,从而适应更高的血流量和营养要求。正常妊娠情况下,子宫动脉的血流量在妊娠第三期可增加30-50倍[23]、[24]、[25]、[26],而子宫内生长受限(IUGR)的模型显示子宫动脉的血流量会减少[27]、[28]、[29]。这种子宫血管适应性的紊乱可能对胎儿的正常生长和发育产生不利影响,导致低出生体重(LBW)婴儿的风险增加、心脏和肺部问题、头部尺寸减小、发育差异以及/或小于胎龄(SGA)[30]。
在这项研究中,我们调查了妊娠期间接触e-cig气溶胶对子宫动脉(UA)转录组的影响。我们的目标是分析并最终将e-cig暴露后的子宫动脉转录反应与之前收集的功能和形态数据进行比较,为未来的研究提供基础。我们假设e-cig暴露后的子宫动脉转录组会发生显著变化。
研究片段
治疗组及e-cig体内给药方案
所有实验程序均符合美国国立卫生研究院(NIH)指南(NIH出版物编号85–23,1996年修订版),并得到了韦恩州立大学动物护理和使用委员会的批准。实验所用的是6-7周大的Timed-pregnant Sprague-Dawley大鼠,从Charles River(马萨诸塞州威尔明顿)购买,并将其单独饲养在温度控制室(23°C)中,光照/黑暗周期为12:12小时。大鼠被随机分配到两个治疗组之一:对照组
胎儿生长参数
在最后一次接触e-cig气溶胶后的第21天(GD 21),测量了胎儿生长参数(表1)。两组之间的母体体重没有差异。E-cig组的平均胎儿体重显著较低(约低46.7%)。同样,E-cig组的胎头臀长也比对照组低18.8%。胎盘效率在e-cig暴露后没有显著变化。其他使用动物模型的研究也显示了类似的结果
讨论
这项研究提出了三个重要的发现,有助于我们理解怀孕期间接触e-cig气溶胶的影响。首先,怀孕期间接触e-cig气溶胶后,子宫动脉的转录组发生了显著变化。这些基因表达的变化可能对胎儿的生长和发育产生深远影响。其次,研究表明,怀孕期间接触e-cig气溶胶会导致与适应性相关的基因发生改变
资助
美国国立卫生研究院 [AA23035 (JR), AA23520 (JR), HL151497 (JR)]CRediT作者贡献声明
Jayanth Ramadoss:撰写 – 审稿与编辑、资源管理、项目协调、资金筹集、概念构思。Hong Jiang:方法学设计、实验实施。Saravanan Venkatachalam:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、方法学设计、实验实施、数据分析、数据管理。Vishal D. Naik:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、验证、方法学设计、实验实施、数据分析、数据管理。Joseph D. Janeski:方法学设计、实验实施。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。