《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Exposure to paraben in early gestational period: Impact on placental estrogen biosynthesis and fetal growth restriction
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本研究针对对羟基苯甲酸酯(PBs)暴露与胎儿生长受限(FGR)关联机制不清的问题，通过临床队列、细胞和动物模型揭示：早期妊娠暴露于丁基对羟基苯甲酸酯(BuPB)会特异性抑制胎盘芳香化酶(CYP19A1)表达，破坏雌激素合成稳态，导致胎盘结构异常和功能受损，最终引发FGR。该发现为环境内分泌干扰物的发育毒性机制提供了重要证据。
在现代生活中，个人护理品、药品和加工食品中广泛使用的防腐剂——对羟基苯甲酸酯(Parabens, PBs)，因其潜在的内分泌干扰效应而日益引发公共卫生关注。尤其对于孕妇这一敏感人群，流行病学研究已发现PBs暴露与胎儿生长指标下降存在关联，但其中的生物学机制，特别是其对胎盘这一关键内分泌器官功能的影响，仍不明确。胎儿生长受限(Fetal Growth Restriction, FGR)是围产期常见并发症，与多种不良健康结局相关，其病因复杂，胎盘功能不全被认为是核心环节之一。胎盘不仅是母胎物质交换的场所，更是一个强大的内分泌器官，尤其在妊娠中晚期，其合成的雌激素对维持妊娠、调节胎盘血管发育和母体适应至关重要。那么，广泛存在的环境污染物PBs是否会通过干扰胎盘的内分泌功能，进而参与FGR的发生发展？这成为了一个亟待解答的科学问题。
为了深入探究这一问题，来自复旦大学附属妇产科医院的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上发表了一项综合性研究。他们巧妙地将临床观察、体外细胞实验和体内动物模型相结合，系统阐述了丁基对羟基苯甲酸酯(Butylparaben, BuPB)在妊娠早期暴露如何通过破坏胎盘雌激素生物合成通路，最终导致FGR的分子机制。
研究者们首先从一个前瞻性的母婴健康队列（复旦大学附属妇产科医院）中，选取了20例FGR病例和20例匹配的正常对照，对其孕早期血清样本进行非靶向代谢组学分析。结果显示，FGR孕妇孕早期血浆中对羟基苯甲酸（PBs的代谢产物）水平有升高趋势，同时类固醇激素代谢通路出现显著紊乱，特别是雄激素代谢物水平升高，提示了早期PB暴露与内分泌失衡的关联。这一临床发现为后续的机制探索提供了重要的线索和方向。
在机制探讨层面，研究团队采用了人绒毛膜癌细胞系JEG-3作为体外模型。他们发现，在无细胞毒性的浓度下，BuPB暴露能够时间依赖性和浓度依赖性地扰乱胎盘雌激素合成关键酶的基因表达：即上调HSD3B1和HSD17B1的表达，同时显著抑制限速酶CYP19A1的表达。这种不协调的调控可能导致胎盘内雄激素前体积累而雌激素合成不足。
为了在更接近生理状态的系统中验证上述发现，研究团队建立了妊娠小鼠模型，在胎盘发育的关键时期（妊娠第0.5天至第13.5天）对母鼠进行BuPB皮下注射。结果发现，BuPB暴露导致了典型的FGR表型，表现为胎儿体重显著减轻、胎盘效率下降，以及胎盘组织出现血管扩张、血窦扩大等结构损伤。更重要的是，对GD13.5胎盘组织的分析证实，BuPB暴露引起了胎盘局部激素环境的改变：睾酮等雄激素水平升高，而雌酮和17β-雌二醇等雌激素水平显著降低。分子水平上，胎盘组织中Hsd17b1表达上调，而Cyp19a1表达被抑制，这与体外实验的结果相互印证，共同指向BuPB对胎盘雌激素合成通路的干扰是其发育毒性的核心机制。
本研究主要应用了几项关键技术方法：首先，基于医院的前瞻性出生队列（复旦大学附属妇产科医院母婴健康队列）为临床关联研究提供了样本基础；其次，利用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术对孕早期母体血清进行了非靶向代谢组学分析；在机制探索中，使用了人绒毛膜癌细胞(JEG-3)进行体外暴露实验，并通过实时定量PCR(qPCR)检测关键基因表达；最后，通过构建妊娠期BuPB暴露的小鼠模型，结合组织病理学检查、LC-MS/MS激素定量和qPCR分析，在体内水平验证了暴露效应。
3.1. 嵌套式FGR病例对照研究
3.1.1. 基线人口统计学和临床特征
FGR病例与对照组在母亲年龄、孕前BMI等基线特征上匹配良好。FGR组新生儿出生体重和身长显著低于对照组，证实了病例选择的准确性。
3.1.2. FGR孕妇孕早期血浆中 distinct 的代谢模式
代谢组学分析发现，FGR组孕妇孕早期血浆中，与胎盘发育和功能相关的代谢通路（如类固醇激素合成）出现紊乱。尤其值得注意的是，对羟基苯甲酸代谢物（p-hydroxybenzoic acid）有升高趋势，同时雄激素代谢物5α-androstan-3α,17α-diol disulfate水平显著升高，提示早期PB暴露可能与类固醇激素代谢失衡有关。
3.2. BuPB暴露在体外诱导滋养层细胞损伤并破坏雌激素生物合成
细胞实验表明，BuPB暴露（100 μM，6小时）可导致JEG-3细胞中HSD3B1和HSD17B1表达显著上调，而CYP19A1表达被抑制。在较低浓度（1-50 μM）暴露6小时后，也观察到CYP19A1在25 μM和50 μM浓度下出现显著抑制。这表明BuPB能直接扰乱滋养层细胞雌激素合成的转录调控。
3.3. BuPB暴露在体内导致胎盘发育受损和胎儿生长受限
3.3.1. BuPB暴露诱导小鼠胎盘损伤
BuPB暴露导致GD13.5和GD18.5胎鼠体重显著降低，胎盘效率下降。组织病理学分析显示，暴露组胎盘迷路区毛细血管扩张、母血窦扩大、基质丢失等结构异常，且损伤程度呈剂量依赖性。
3.3.2. BuPB暴露诱导小鼠胎儿生长受限表型
在GD18.5，BuPB暴露组观察到胚胎吸收点，存活胎鼠均表现出明显的生长迟缓，证实了BuPB的发育毒性。
3.3.3. BuPB暴露扰乱怀孕小鼠胎盘类固醇激素代谢
对GD13.5胎盘组织的激素定量分析显示，BuPB暴露组胎盘内睾酮和雄酮水平显著升高，而雌酮和17β-雌二醇水平显著降低，证实了胎盘局部雌激素合成受阻和雄激素/雌激素平衡被打破。
3.3.4. BuPB暴露改变关键类固醇合成酶的表达
qPCR分析显示，BuPB暴露组小鼠胎盘Hsd17b1表达显著上调，Cyp19a1表达显著抑制，这与激素水平的变化一致，从分子层面解释了BuPB干扰胎盘内分泌功能的原因。
综合讨论与结论部分，本研究通过多层次证据链，确立了妊娠早期BuPB暴露作为FGR的一个环境风险因素。其核心机制在于BuPB特异性靶向并扰乱胎盘的雌激素生物合成通路，主要表现为对限速酶芳香化酶(CYP19A1)的转录抑制。由此导致的胎盘雌激素缺乏，进而影响了胎盘正常的血管发育和功能成熟，最终引发胎儿营养和氧气供应不足，导致生长受限。这项研究不仅为理解PBs的发育毒性提供了重要的机制性证据，将环境化学物暴露与胎盘特异性内分泌功能障碍直接联系起来，而且强调了妊娠早期是一个对环境干扰物尤为敏感的窗口期。研究结果对公共卫生政策制定、孕期暴露风险评估以及寻找更安全的防腐剂替代品具有重要的启示意义。未来研究需要进一步探讨不同PBs同系物的联合效应、与其他环境因素的相互作用，以及其干扰胎盘功能的具体上游信号通路。
