妊娠期吸入二氧化钛纳米颗粒通过性别特异性方式改变大鼠胎盘生物能量学

本研究针对孕期颗粒物暴露与胎儿生长受限(FGR)的关联机制，通过建立新型胎盘切片模型，首次揭示纳米二氧化钛(nano-TiO2)暴露导致胎盘代谢功能性别差异：雌性胎盘更易出现糖酵解依赖增强和线粒体功能障碍，为环境污染物致FGR的性别特异性机制提供新证据。

　　

空气污染对胎儿发育的影响日益受到关注，其中细颗粒物(PM_2.5)与胎儿生长受限(FGR)的关联已被多项流行病学研究证实。然而，关于纳米级颗粒物如何通过胎盘代谢重编程影响胎儿发育，特别是性别特异性机制仍属未知。这一科学盲区直接阻碍了针对性干预措施的开发。传统观点认为FGR主要源于营养输送不足，但最新证据表明胎盘自身的能量代谢紊乱可能才是关键环节——这个临时器官既要维持自身功能，又要确保胎儿营养供给，其代谢平衡的破坏可能引发连锁反应。

为破解这一难题，罗格斯大学的研究团队创新性地采用工程化纳米二氧化钛(nano-TiO₂)作为模型颗粒，通过妊娠期大鼠吸入暴露实验，结合新型"精密切割胎盘切片"技术，首次系统揭示了纳米颗粒暴露导致的胎盘生物能量学改变及其性别二态性特征。相关成果发表在《Placenta》期刊，为环境表观遗传学和发育起源疾病研究开辟了新视角。

研究团队运用三大关键技术：1）建立妊娠期大鼠nano-TiO₂吸入暴露模型（浓度9.74±0.11 mg/m³，GD6-GD20）；2）开发精密切割胎盘切片技术保留胎盘迷路区所有细胞类型；3）采用Agilent Seahorse分析仪进行实时生物能量学检测。实验选用Sprague Dawley大鼠，所有操作均通过动物伦理审查。

【Litter Characteristics】
暴露组胎儿体重显著降低(4.21±0.08 g vs 对照4.39±0.04 g)，证实nano-TiO₂确实诱发FGR表型。值得注意的是，胎盘效率（胎儿重量/胎盘重量比值）的性别差异提示代谢适应可能存在性别特异性基础。

【Results】
核心发现显示：1）总体胎盘代谢功能下降伴糖酵解ATP产生比例增加；2）最大代谢能力降低存在性别差异，雌性胎盘对环境诱导的代谢变化更敏感；3）线粒体功能受损与糖酵解途径活化并存，形成典型的"Warburg效应"样代谢重编程。

【Discussion】
该研究首次阐明：1）胎盘对纳米颗粒的代谢响应具有性别二态性，女性胎盘通过增强糖酵解"劫持"更多葡萄糖，可能加剧胎儿营养剥夺；2）纳米TiO₂诱发的线粒体功能障碍是代谢紊乱的核心环节；3）建立的胎盘切片模型为研究胎盘病理提供了新工具。这些发现不仅深化了对"Barker假说"中环境因素作用机制的理解，更为开发性别特异性的产前干预策略提供了分子靶点。

Talia Seymore领衔的研究团队特别指出，雌性胎盘表现出的代谢可塑性实为"双刃剑"——短期看是适应策略，长期却可能增加后代代谢疾病风险。这种性别特异性编程差异，可能源于进化过程中两性对生存与生长权衡的不同策略。研究同时警示，随着纳米材料广泛应用，其潜在的发育毒性需要更严格的评估，特别是要考虑胎儿性别这一关键变量。