对乙酰氨基酚(APAP)通过抑制细胞周期和DNA合成破坏早期胚胎发育的机制研究

研究人员针对对乙酰氨基酚(APAP)是否干扰细胞分裂和植入前胚胎发育(PID)这一关键问题，通过酵母、人类细胞系、小鼠模型和人类胚胎等多系统研究，发现APAP通过抑制核糖核苷酸还原酶(RNR)导致DNA合成减少和S期阻滞，在标准治疗剂量下即可显著降低胚胎细胞数量和存活率。这项发表于《Human Reproduction》的研究为解释不明原因早期妊娠丢失提供了新机制，对育龄妇女用药安全具有重要警示意义。

　　

在人类生殖领域，早期胚胎丢失始终是困扰临床的难题。据统计，10-40%的受孕在植入阶段失败，其中约半数无法用染色体异常解释。环境因素如吸烟、饮酒已被确认为流产风险因素，但常用药物对胚胎发育的影响却鲜有研究。尤其值得注意的是，全球约50%孕妇使用的解热镇痛药对乙酰氨基酚(N-acetyl-para-aminophenol, APAP)，虽被监管部门认为妊娠期使用相对安全，但其对早期胚胎发育的潜在影响尚未阐明。

哥本哈根大学医院（Copenhagen University Hospital-Rigshospitalet）的研究团队通过多模型系统研究，首次揭示APAP通过抑制核糖核苷酸还原酶(RNR)干扰DNA合成，导致植入前胚胎发育阻滞。这项发表于《Human Reproduction》的研究结合酵母基因工程、人类胚胎干细胞(hESC)实验、小鼠胚胎移植模型和人类胚胎培养，证实治疗剂量下的APAP即可显著损害胚胎存活和发育能力。

研究采用的关键技术包括：1) 利用基因修饰的裂殖酵母(S. pombe)模型验证APAP对RNR的抑制作用；2) 通过流式细胞术和EdU标记检测HEK293细胞和hESC的细胞周期变化；3) 小鼠胚胎体外培养和子宫角移植实验评估发育潜能；4) 质谱分析人类生殖道样本中的APAP浓度；5) 人类冷冻胚胎复苏培养结合免疫荧光染色分析。

主要研究结果

APAP抑制核糖核苷酸还原酶和酵母增殖

通过构建RNR活性差异的酵母突变株，发现APAP对ddb1△菌株的生长抑制可被RNR高表达突变(ddb1△ spd1△和ddb1△ cdc22-D57N)逆转。分子对接显示APAP可能通过π-π堆积作用结合β-RNR辅因子位点，干扰酪氨酰自由基(Y122)形成。将酵母RNR替换为人源RRM1/RRM2后，APAP敏感性显著增强，证实其对人类RNR的抑制作用。

APAP减少人类体细胞和胚胎干细胞的DNA合成

500μM APAP使HEK293细胞S期比例增加1.5倍，EdU掺入量减少。200μM APAP处理hESC系H1和HUES4后，同样观察到S期阻滞(48小时)和DNA合成抑制，且细胞活力未受影响。代谢组学检测仅发现微量NAPQI代谢物，提示细胞周期效应主要源于APAP直接作用。

APAP破坏小鼠早期植入前发育

体外培养显示，≥50μM APAP处理24小时即导致C57BL/6小鼠2细胞胚胎分裂阻滞，48小时后囊胚形成率显著降低。免疫荧光显示25μM以上浓度会减少滋养外胚层(CDX2⁺)细胞比例，200μM处理导致细胞核碎裂。胚胎移植实验证实，100-200μM APAP暴露24小时使活胎数减少50%以上，48小时处理则完全阻止植入。

APAP影响囊胚期内细胞团发育

200μM APAP处理24小时使小鼠囊胚内细胞团(ICM)细胞数减少30%(P<0.001)，微管和F-actin染色显示ICM结构紊乱。人类D5-6囊胚经100μM APAP处理6小时后，可定义ICM的胚胎比例从72%降至44%，OCT3/4⁺细胞的EdU掺入强度降低21%。

APAP在女性生殖道达到治疗相关浓度

1g口服剂量1小时后，子宫内膜组织APAP浓度达80.3μM，子宫液最高达291.3μM。人类胚胎实验显示，100μM APAP使D2-3胚胎细胞数减少35%，200μM导致直接胚胎死亡。

结论与意义

该研究首次系统证明APAP通过抑制RNR干扰DNA合成，在治疗相关浓度下即可导致植入前胚胎发育异常。这一发现为解释不明原因早期妊娠丢失提供了新机制，提示育龄妇女应谨慎使用APAP。鉴于细胞分裂是所有发育过程的基础，该研究还呼吁关注APAP对其他发育阶段(如性腺和神经分化)的潜在影响。研究采用的跨物种验证策略——从酵母机制解析到人类胚胎表型确认——为生殖毒理学研究提供了范式。监管部门需重新评估APAP在妊娠早期的安全使用指南，特别是在辅助生殖和反复流产人群中。