PFOS对具有跨代BPA暴露史的雄性青鳉鱼生育力及精子发生基因网络的叠加毒性效应

本研究针对环境化学物跨代暴露的叠加效应这一关键问题，通过建立青鳉鱼(Oryzias latipes)四代BPA暴露模型，探究PFOS二次暴露对雄性生殖系统的协同损伤机制。研究发现PFOS在具有BPA暴露史的个体中显著加剧生育力下降，并通过RNA-seq揭示睾丸中细胞周期、凋亡和Sertoli细胞功能相关基因网络的异常调控，为环境污染物跨代累积效应提供了分子证据。

　　

随着工业化进程加速，环境内分泌干扰物如双酚A(BPA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)在生态系统中持续累积，其跨代健康效应引发广泛关注。全球男性精子数量在过去50年下降50%，而BPA等化学物可通过表观遗传修饰影响多代生殖功能。更严峻的是，新一代污染物PFOS作为"永久化学物质"(forever chemicals)具有极长半衰期，与BPA共同暴露时可能产生未知的协同效应。美国北卡罗来纳大学格林斯伯勒分校团队在《Environmental Research》发表的研究，首次揭示了PFOS对具有BPA跨代暴露史的雄性青鳢鱼生殖系统的"二次打击"效应。

研究采用四代BPA暴露(10 μg/L)的青鳢鱼模型，在F4代进行21天PFOS暴露(0.002/0.02 mg/L)，通过生育力测试结合睾丸转录组分析，发现：1) BPA暴露史使后代对PFOS的生殖毒性敏感性增加3倍；2) RNA-seq显示BPA谱系鱼睾丸中凋亡、蛋白酶解相关基因显著上调，而对照组呈现细胞周期基因下调；3) Sertoli细胞功能相关基因(涉及精子运动、形态发生)在BPA谱系中特异性紊乱。

【主要技术方法】
建立青鳢鱼四代BPA暴露谱系；设置PFOS梯度暴露实验；采用Illumina平台进行睾丸组织RNA测序；通过GO和KEGG分析差异表达基因；生育力评估采用体外受精实验。

【结果】

1. 动物模型建立
   通过胚胎期BPA暴露建立跨四代遗传模型，F4代分为对照组和BPA谱系组，两组均接受0/0.002/0.02 mg/L PFOS暴露。

2. 生育力缺陷
   0.02 mg/L PFOS使BPA谱系鱼的受精率降低68%，而对照组仅降低21%，表明BPA暴露史显著增强PFOS的生殖毒性。

3. 转录组特征
   BPA谱系+PFOS组检测到1,842个差异基因(1.4倍于对照组)，主要富集在凋亡(如Caspase家族)、细胞骨架重构(如Tubulinα1)和氧化应激通路。Sertoli细胞标志基因(Claudin-11、ZO-1)表达紊乱提示血睾屏障受损。

4. 通路分析
   WGCNA模块分析显示BPA谱系特异性激活p53信号通路，而对照组主要影响细胞周期检验点基因(如CyclinB1、CDK2)。

【结论与意义】
该研究首次证实：1) 祖先BPA暴露通过表观遗传重编程使后代对PFOS产生获得性敏感；2) PFOS在BPA谱系中诱发独特的睾丸基因表达谱，涉及血睾屏障破坏和精子发生阻滞；3) 环境污染物跨代效应存在"记忆放大"现象。这一发现为解释人类生殖健康下降提供了进化毒理学视角，提示风险评估需考虑污染物跨代交互作用。研究建立的"二次打击"模型为环境表观遗传学研究提供了新范式。