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产前多氯联苯暴露与新生儿基因表达关联的探索:来自斯洛伐克婴儿研究的发现
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月25日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.1
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本研究针对产前多氯联苯(PCB)暴露对新生儿基因表达的影响展开深入探索。研究人员通过分析斯洛伐克高暴露地区91对母婴的血清样本,采用气相色谱-高分辨质谱(HRGC/HRMS)和Affymetrix基因芯片技术,发现母血与脐血PCB浓度高度相关,且高暴露与XIST、EXOC6B等基因的显著表达变化相关。研究揭示了PCB暴露可能通过干扰性别染色体相关基因和代谢通路影响儿童健康,为环境污染物致早期发育毒性机制提供了重要分子证据。
在斯洛伐克东部地区,数十年来多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls, PCBs)的非法倾倒导致严重的环境污染,这些持久性有机污染物通过食物链进入人体,特别是在当地母乳中检测到的PCB浓度远超安全标准。既往研究表明,产前PCB暴露与儿童神经行为发育异常、胸腺体积减小以及慢性疾病风险增加密切相关,然而关于母婴暴露水平与新生儿基因表达关联的研究仍存在空白。为此,研究团队开展了一项创新性研究,旨在揭示产前PCB暴露对新生儿转录组的早期影响,相关成果发表在环境健康领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》。
研究采用2007-2008年间采集的91对母婴配对样本,来自斯洛伐克Michalovce高暴露地区。关键技术方法包括:1)使用高分辨率气相色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)定量分析母血和脐血中PCB浓度;2)通过Affymetrix Human Genome U133 Plus 2.0芯片平台进行全基因组表达谱分析;3)采用Ingenuity Pathway Analysis(IPA)进行通路富集分析;4)运用线性回归和Wilcoxon秩和检验进行统计学分析,严格控制错误发现率(FDR)低于5%。
研究结果首先显示,母血与脐血PCB浓度高度相关(r=0.625-0.894, p<0.0001),证实了胎盘屏障对PCB的透过性。全球基因表达分析发现,高PCB暴露与多个基因的显著表达改变相关,其中XIST(X失活特异性转录本)、EXOC6B(外囊复合体组分6B)、EIF1AY(真核翻译起始因子1A Y连锁)和RPS4Y1(核糖体蛋白S4 Y连锁1)的表达变化最为显著。经过母体年龄和新生儿性别校正后,EXOC6B、PAM(肽基甘氨酸α酰胺化单加氧酶)、CLU(簇集蛋白)和XIST仍保持显著上调,而RPS4Y1和EIF1AY显著下调。
性别分层分析揭示了暴露反应的差异性。在男性新生儿中,RUFY1(RUN和FYVE结构域包含1)和ELOVL7(延伸因子极长链脂肪酸7)呈现上调趋势;女性新生儿则显示DAB2(Disabled同源物2)和S100A8(钙结合蛋白A8)的显著表达变化,提示PCB暴露可能通过性别特异性机制影响不同生物学过程。
通路分析进一步显示,差异表达基因显著富集于细胞间信号传导、感染性疾病、机体损伤与异常、癌症、免疫性疾病和内分泌系统紊乱等通路。特别值得注意的是,自噬网络、癌细胞增殖和内吞作用相关基因网络的扰动,为PCB暴露影响早期发育提供了潜在机制解释。例如,EGFR(表皮生长因子受体)和BCL2L11(Bcl-2样蛋白11)的下调与自噬调节异常相关,而XIST的显著下调(平均折叠变化-13.912)可能影响X染色体失活过程。
研究讨论部分强调,这是首次在新生儿期发现PCB暴露与XIST表达异常的关联,提示环境污染物可能干扰性别染色体表观遗传调控。EXOC6B的上调可能与神经发育延迟和突触功能障碍相关,而EIF1AY和RPS4Y1的下调则可能影响蛋白质合成和细胞增殖。这些发现与既往在45个月大儿童中观察到的PCB暴露效应存在差异,表明发育阶段特异性值得关注。
尽管研究存在样本量有限、缺乏独立验证实验等局限性,但其为环境PCB暴露的早期分子效应提供了重要证据。研究表明,产前PCB暴露可能导致新生儿期即出现关键基因的表达改变,这些改变可能通过干扰神经发育、免疫调节和肿瘤发生通路影响长期健康结局。这些发现强调了继续开展前瞻性队列研究的重要性,以明确这些早期转录组变化与远期健康结局的关联,为制定环境污染防控策略提供科学依据。
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