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BPA通过线粒体功能障碍诱导人羊膜间充质基质细胞衰老与凋亡的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:Cell Death Discovery 6.1
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本研究针对微塑料降解产物BPA(Bisphenol-A)对胎盘羊膜间充质基质细胞(hAMSC)的毒性机制展开探索。研究人员通过体外实验首次证实,环境相关浓度的BPA通过诱导线粒体功能障碍、增加活性氧(mtROS)产生,进而激活p53/p21通路导致细胞衰老,最终引发细胞凋亡。该发现为解释BPA导致妊娠并发症提供了新的分子机制,对制定孕期环境污染物防控策略具有重要意义。
微塑料污染已成为全球性环境健康威胁,其降解产物BPA更因内分泌干扰特性引发广泛关注。2021年人类胎盘中微塑料的发现震惊学界,但BPA如何影响胎盘功能仍存知识空白。羊膜作为最接近胎儿的保护屏障,其基质细胞(hAMSC)对维持妊娠微环境至关重要。意大利天主教圣心大学再生医学研究中心的研究团队在《Cell Death Discovery》发表突破性成果,首次揭示BPA通过"线粒体-氧化应激-衰老"级联反应损害hAMSC功能的分子机制。
研究采用胎盘捐赠者来源的原代hAMSC,通过流式细胞术、荧光显微成像、qPCR等技术系统评估了0.05-0.4μM环境相关浓度BPA的细胞毒性。MTT/ATP检测线粒体功能,JC-1探针监测膜电位(ΔΨm),MitoSOX标记线粒体活性氧(mtROS),β-半乳糖苷酶染色鉴定衰老细胞,同时分析炎症小体(NLRP3/AIM2)、细胞周期(p53/p21/p27)和凋亡(Bax/Bcl-2)相关基因表达。
BPA剂量依赖性损害hAMSC活力
24小时暴露后,≥0.3μM BPA显著降低细胞存活率(MTT下降37%),伴随纺锤形形态丧失。流式检测显示0.35μM组凋亡细胞增加2.3倍,证实BPA的细胞毒性具有时间-剂量效应。
线粒体功能障碍触发氧化应激
JC-1检测显示0.3μM BPA使线粒体膜电位降低52%,MitoSOX荧光强度增加3.1倍。抗氧化因子Nrf2/HO-1在0.35μM组表达上调4.5倍,但仍无法逆转氧化损伤,提示防御机制崩溃。
炎症小体基因异常激活
NLRP3和AIM2基因在0.2-0.3μM组分别上调2.8倍和3.2倍,但IL-1β蛋白未检测到,表明BPA仅作为"启动信号"而非完全激活剂影响炎症小体。
p53/p21通路介导细胞衰老
0.3μM BPA使p53基因表达增加2.5倍,核转位p21蛋白增加3.7倍。β-半乳糖苷酶阳性细胞达70%,同时SASP因子IL-6/IL-1α表达升高4-6倍,确立衰老表型。
凋亡作为终末命运
48小时时0.4μM组晚期凋亡细胞占41%,Bax/Bcl-2比值失衡达5.3倍,线粒体途径凋亡特征显著。
该研究首次绘制出BPA损害hAMSC的分子路线图:环境浓度BPA→线粒体功能障碍→mtROS累积→p53稳定→细胞衰老/凋亡。这一发现为解释临床观察到的BPA暴露与子痫前期、胎儿生长受限等妊娠并发症的关联提供了机制依据。特别值得注意的是,研究采用的BPA浓度(0.05-0.4μM)与妊娠并发症患者血清水平相当,增强了结论的临床相关性。论文建议重新评估BPA作为塑料添加剂的风险,为制定孕期环境污染物防控指南提供了重要科学依据。
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