雌激素信号通路在男女细胞中的差异性干扰:BPS与PFOS对人类发育的潜在影响

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:European Journal of Cell Biology 4.5

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  本研究针对内分泌干扰物(EDs)如双酚S(BPS)和全氟辛烷磺酸(PFOS)对人类发育的影响展开探索,通过分析其对男女诱导多能干细胞(hiPSCs)雌激素信号通路的干扰,揭示了这些化学物质在性别特异性细胞反应中的作用机制。研究发现,BPS和PFOS在男性细胞中显著上调氧化磷酸化蛋白,而在女性细胞中则破坏高尔基体完整性,表明EDs暴露可能通过扰乱激素网络影响发育编程和长期健康。该研究强调了环境污染物性别特异性响应的重要性,为理解胎儿敏感期的发育干扰提供了新视角。

  

在当今工业化社会中,内分泌干扰物(EDs)如双酚S(BPS)和全氟辛烷磺酸(PFOS)的广泛使用引发了公众健康担忧。这些化学物质不仅存在于塑料制品、防水纺织品等日常用品中,还能通过胎盘屏障进入胎儿体内,干扰发育关键阶段的激素信号。尽管流行病学数据显示男性对EDs相关疾病更易感,但其分子机制尚不明确。针对这一科学盲区,国内某研究机构的研究团队利用人类诱导多能干细胞(hiPSCs)模型,首次系统揭示了BPS和PFOS通过差异性调控雌激素信号通路影响男女细胞功能的分子图谱,相关成果发表在《European Journal of Cell Biology》。

研究采用Western Blot分析蛋白质表达与磷酸化水平,通过细胞绘画技术(Cell Painting)观察亚细胞结构变化,并利用荧光探针检测活性氧(ROS)生成。实验选用男女hiPSCs系,模拟胎儿发育期暴露于环境相关浓度(0.1 μM)的EDs,重点监测基因组(ERα/β核转位)和非基因组(GPER介导的AKT/mTOR/ERK通路)雌激素信号响应。

3.1 BPS和PFOS诱导雌激素通路的性别相关修饰
研究发现BPS在男性hiPSCs中促进ERα核转位,而PFOS及其组合在女性细胞中抑制该过程。非基因组通路分析显示,PFOS单独或联合处理可激活男性细胞中GPER下游的AKT和ERK1/2磷酸化,其效应与内源性雌激素E2相似,证实了其拟雌激素活性。

线粒体复合体表达差异
男性细胞对EDs响应更显著:所有处理均上调复合体I(NDUFB8),而BPS+PFOS组合还增强复合体II(SDHB)和IV(COX II)表达。女性细胞仅见复合体I和IV的轻微波动。值得注意的是,线粒体总量标志物柠檬酸 synthase保持稳定,说明EDs特异性调控氧化磷酸化(OXPHOS)组分而非线粒体数量。

高尔基体糖基化异常
细胞绘画技术揭示,BPS+PFOS组合与E2类似,显著降低女性细胞中WGA标记的高尔基体信号,提示糖基化过程受损,这种效应在男性细胞中未出现。

该研究首次在hiPSCs模型中证实,PFOS通过模拟E2激活男性细胞的非基因组雌激素通路,可能干扰发育期的激素编程。性别特异性响应表现为:男性细胞主要表现为线粒体功能亢进,而女性细胞则出现分泌系统障碍。这些发现为理解EDs导致的发育异常提供了机制性解释,特别是男性易感性可能与PFOS对GPER/AKT/ERK通路的异常激活有关。研究强调,评估环境污染物风险时需考虑性别差异,并为开发针对性防护策略提供了分子靶点。

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