母猪哺乳与配方奶喂养对仔猪子宫发育的影响:外源性内分泌化合物暴露下氧化应激、凋亡与增殖的差异响应

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对环境内分泌干扰物(EACs)对新生仔猪子宫发育的影响展开探索,通过离体实验首次揭示了母猪哺乳虽能激活抗氧化防御机制(如CAT和GPX活性升高),但无法完全抵御2-羟基氟他胺(2-Hf)和4-叔辛基酚(OP)诱导的氧化应激与细胞凋亡,而配方奶喂养仔猪子宫对EACs的敏感性呈现细胞类型特异性差异。该成果为理解哺乳方式与环境污染物交互作用对生殖发育的长期影响提供了新证据。

  

在环境污染日益严重的今天,内分泌干扰物(EACs)对生殖系统的危害已成为全球性健康问题。这类来自农药、工业化学品和药物的化合物,能够模拟或干扰内源性激素功能,尤其在发育关键窗口期——如新生儿阶段——可能造成不可逆的生殖系统损伤。猪作为与人类子宫结构相似的理想模型,其出生后2天至3个月正是子宫内膜腺体形成的关键期,这一时期若受到EACs干扰,可能导致成年后子宫内膜异位症、不孕等严重后果。然而,母乳中的生物活性成分是否能为发育中的子宫提供保护屏障,仍是悬而未决的科学问题。

雅盖隆大学(Jagiellonian University)的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究,通过离体培养10日龄仔猪子宫组织,首次系统比较了母乳喂养与配方奶喂养对三种典型EACs(抗雄激素2-Hf、环境雌激素OP和有机氯杀虫剂代谢物HPTE)的差异化响应。研究发现母乳喂养组的子宫能通过激活过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等抗氧化防御系统应对OP诱导的氧化应激,但这种保护机制在配方奶喂养组完全缺失。更令人意外的是,母乳喂养不仅未能阻止EACs对子宫细胞增殖的干扰,反而显示出比配方奶喂养更显著的凋亡反应。这项研究颠覆了传统认知,证明母乳的保护作用具有组织特异性,而新生儿子宫对EACs的敏感性可能成为预测长期生殖健康的生物标志物。

研究采用四大关键技术:离体子宫组织培养模拟EACs暴露;荧光探针法检测活性氧/氮物种(ROS/RNS)水平;比色法测定过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽相关酶(GPX/GST/GR)和超氧化物歧化酶(SOD)活性;结合TUNEL法和PCNA免疫组化同步分析细胞凋亡与增殖。所有实验均使用来自5头母猪自然哺乳和5头配方奶喂养仔猪的子宫组织。

【氧化应激响应】
通过测量ROS/RNS水平和五种抗氧化酶活性,发现OP使母乳喂养组ROS/RNS水平升高2.2倍,同时特异性激活CAT(2倍)和GPX(2.3倍)活性。而抗雄激素2-Hf仅提升CAT活性1.7倍,配方奶喂养组则仅在2-Hf暴露后出现谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性1.4倍升高。这表明母乳喂养能启动更全面的抗氧化防御,但这种补偿性反应可能以加速细胞更新为代价。

【细胞凋亡特征】
TUNEL检测显示,2-Hf使母乳喂养组子宫腔上皮(LE)凋亡细胞数显著增加,OP则主要诱发腺上皮(GE)和固有层(LP)凋亡。Western blot进一步证实2-Hf使剪切型caspase 3(凋亡执行蛋白)表达升高,而配方奶喂养组未见类似反应。这种选择性凋亡模式提示EACs可能通过不同信号通路破坏子宫微环境稳态。

【增殖调控异质性】
PCNA免疫组化揭示出喂养方式决定增殖方向:母乳喂养组所有EACs均抑制增殖(2-Hf使LP和肌层增殖率下降26-27%,OP使LE降低23%),而配方奶喂养组则呈现肌层增殖亢进(HPTE刺激使增殖率翻倍)。p27蛋白(细胞周期抑制因子)在母乳组的普遍下调与配方奶组HPTE诱导的异常升高,暗示EACs可能通过重编程细胞周期检查点干扰子宫发育时序。

这项研究的重要发现在于:首次证实母乳喂养虽能激活抗氧化应激的补偿机制,但无法阻断EACs对子宫发育的深层干扰。更值得警惕的是,配方奶喂养子宫对EACs的迟钝反应可能预示着发育延迟而非真正保护。从转化医学角度看,该成果为制定新生儿环境污染物暴露风险评估提供了新型生物标志物组合(如CAT/GPX活性与肌层PCNA),同时提示母乳成分优化可能成为干预EACs生殖毒性的新方向。研究还创新性地建立了离体子宫-喂养方式二元评价体系,为后续研究环境污染物与营养交互作用提供了方法论范式。这些发现对理解现代社会中不孕症发病率上升的环境因素具有重要启示,也为畜牧业中母猪繁殖性能的提升策略提供了理论依据。

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