鞣花酸可缓解尼古丁对妊娠大鼠胎盘的损伤：组织形态学和分子层面的证据

《Reproductive Toxicology》：Ellagic acid alleviates nicotine-induced placental injury in pregnant rats: Histomorphometric and molecular evidence

摘要

孕妇在怀孕期间接触尼古丁与胎盘功能障碍、氧化应激和胎儿发育受损有关。鞣花酸（EA）是一种天然存在的多酚化合物，具有强大的抗氧化性能，可能保护胎盘组织免受尼古丁的损害。本研究探讨了EA对尼古丁暴露的怀孕大鼠的胎盘组织形态变化、氧化应激和凋亡相关基因表达的保护作用。24只怀孕的Wistar大鼠被随机分为四组（每组6只）：对照组、EA组（60 mg/kg）、尼古丁组（1 mg/kg）以及尼古丁+EA组。从妊娠第0天到第20天，通过口服方式给予相应处理。使用H&E和PAS染色方法评估胎盘结构、滋养层巨细胞和糖原细胞的分布。检测了MDA、CAT、TAC、SOD和GPx等氧化应激生物标志物。通过实时PCR定量分析caspase-3、Bax、Bcl-2和p53基因的表达水平。尼古丁暴露显著降低了胎盘重量、直径和厚度，表现为胎盘结构紊乱、胎盘层厚度变化以及滋养层巨细胞数量增加（P<0.05）。这些变化伴随着脂质过氧化增加、抗氧化防御能力下降以及凋亡相关基因的紊乱，包括caspase-3、Bax和p53的上调及Bcl-2的下调。联合使用EA显著减轻了这些不良影响，改善了胎盘结构完整性、氧化应激和凋亡相关基因的表达（P<0.05）。EA通过其抗氧化和抗凋亡作用对尼古丁引起的胎盘损伤具有显著的保护效果。这些发现表明，EA可能是减轻孕妇尼古丁暴露相关胎盘毒性的有希望的治疗策略。

引言

孕妇在怀孕期间接触尼古丁仍然是一个重大的公共卫生问题，因为尼古丁容易穿过胎盘屏障，直接影响胎儿发育和胎盘功能[1]。尽管一些国家的吸烟率有所下降，但在育龄妇女中电子香烟和尼古丁替代产品的使用增加，再次引发了关于尼古丁相关生殖毒性的担忧[2][3]。胎盘是一个高度特化的临时器官，在整个妊娠期间调节营养物质的传递、氧气交换、内分泌信号传导和胎儿生长[4]。正常的胎盘发育需要严格控制的滋养层增殖、血管重塑和氧化还原平衡。这些过程的紊乱会损害胎儿生长，并使后代容易患上长期的代谢和发育障碍[5]。在啮齿动物中，胎盘被分类为盘状和绒毛膜型，含有对母胎交换和内分泌支持至关重要的迷路区和连接区。由于其强烈的血管活性和高代谢需求，迷路区特别容易受到缺氧和氧化损伤[6]。先前的毒理学研究表明，妊娠期间接触环境化学物质和外源性物质会通过降低滋养层完整性、破坏血管组织和增加炎症和凋亡反应来改变胎盘结构[7]。尽管有关尼古丁引起生殖损伤的证据越来越多，但尼古丁如何改变胎盘组织形态和细胞存活途径的具体机制仍不完全清楚[8]。

尼古丁是一种脂溶性生物碱，可迅速进入系统循环并分布于多个器官，包括生殖组织[9]。实验研究表明，怀孕期间的尼古丁暴露会导致胎盘功能不全、胎儿缺氧、宫内生长受限和出生体重偏低[10]。这些病理效应主要通过氧化应激和血管功能障碍介导。尼古丁会刺激活性氧的过度生成，削弱内源性抗氧化防御系统，如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶[11]。升高的ROS水平会导致胎盘细胞中的脂质过氧化和线粒体功能障碍，破坏Bax/Bcl-2平衡，并触发细胞色素c释放和caspase-3介导的内源性凋亡[12]。尼古丁暴露还与p53信号通路的活化有关，这会促进DNA损伤反应并增强生殖组织中的凋亡活性[13]。组织学上，这些分子异常可能表现为胎盘层变薄、滋养层细胞退化、胎儿血腔变窄和迷路区血管化受损[11]。据报道，尼古丁引起的血管收缩和胎盘缺氧会减少向胎儿的氧气和营养物质输送，从而导致胎盘组织结构异常[14]。类似的观察结果也表明，慢性尼古丁暴露会导致滋养层凋亡增加和胎盘形态改变[15]。

天然抗氧化剂因其调节氧化应激和细胞存活途径的能力而受到广泛关注，作为潜在的生殖毒性治疗剂[16]。鞣花酸是一种存在于石榴、浆果、核桃和多种药用植物中的生物活性多酚化合物[17]。在各种实验模型中，它表现出强大的抗氧化、抗炎和抗凋亡作用[17]。摄入后，鞣花酸在肠道微生物群的作用下代谢为尿石素[18]。这些代谢物具有高生物利用度，可以穿过生物膜，包括胎盘屏障[18]。鞣花酸的抗氧化能力主要归因于其清除自由基的能力以及增强内源性抗氧化酶（如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶）的作用[19]。除了减少氧化应激外，鞣花酸还能稳定线粒体膜并抑制凋亡级联反应的激活。在生殖组织中的实验研究表明，鞣花酸可以降低Bax、caspase-3和p53的表达，同时增加Bcl-2的表达并促进细胞存活[20]。据报道，鞣花酸可以减轻氧化损伤组织的脂质过氧化和线粒体介导的凋亡[21]。另一种提出的机制是调节炎症细胞因子和核因子κB信号通路，这些通路在尼古丁引起的组织损伤中通常会被激活[22]。

尽管已经探讨了鞣花酸在肝脏、神经和生殖组织中的保护作用，但关于其对胎盘结构的影响的证据仍然有限。因此，本研究旨在通过评估胎盘组织形态、氧化应激和凋亡相关基因来探究鞣花酸对尼古丁引起的胎盘损伤的保护作用。

部分摘录

动物和实验设计

本实验使用24只成年雌性和8只成年雄性Wistar大鼠（体重220 ± 20 g）进行，这些大鼠来自伊朗Ahvaz的Shahid Chamran大学兽医学院的动物繁殖中心。动物在标准实验室条件下饲养，温度控制在23 ± 2°C，光照/黑暗周期为12小时/12小时，相对湿度为40.00 ± 5.00%。所有用于本研究的动物均可自由摄取标准饲料颗粒。

胎盘形态参数

胎盘形态指标的评估显示，怀孕期间的尼古丁暴露显著影响了胎盘的发育。如图1所示，与对照组相比，尼古丁处理组的胎盘重量、直径和厚度均显著降低（P < 0.001）。相比之下，给尼古丁暴露的怀孕大鼠服用鞣花酸后，这些形态参数显著改善。

讨论

本研究表明，妊娠期间母体尼古丁暴露会导致大鼠胎盘形态和组织结构的显著变化。尼古丁的给予降低了胎盘重量和尺寸，同时引起迷路区和连接区的变薄、滋养层巨细胞减少以及蜕膜层厚度增加和糖原细胞积累增加等组织形态学异常。

结论

伦理声明

CRediT作者贡献声明

利益冲突声明

致谢

利益冲突声明

Zahra Gholamhoseinian | Kaveh Khazaeel | Jamal Nourinezhad | Javad Jamshidian伊朗Ahvaz的Shahid Chamran大学兽医学院基础科学系，解剖学与胚胎学系