《Food and Chemical Toxicology》：Paternal glufosinate exposure alters early embryonic inflammatory signals and offspring neurobehavior in IVF-derived mice
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•父系草铵膦暴露与神经行为表型变化相关联。•父系草铵膦暴露与胶质细胞升高及区域依赖性变化相关联。•父系草铵膦暴露与趋化因子升高继而细胞因子失衡相关联。•在受精卵阶段恢复miRNA组部分挽救了神经行为表型。引言草铵膦铵盐，通常称为草铵膦（GLA），是一种广泛使用的非选择性除草剂
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父系草铵膦暴露与神经行为表型变化相关联。
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父系草铵膦暴露与胶质细胞升高及区域依赖性变化相关联。
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父系草铵膦暴露与趋化因子升高继而细胞因子失衡相关联。
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在受精卵阶段恢复miRNA组部分挽救了神经行为表型。
引言
草铵膦铵盐，通常称为草铵膦（GLA），是一种广泛使用的非选择性除草剂，其全球使用量近年来不断扩大。与靶向植物特有的莽草酸途径的草甘膦不同，GLA抑制谷氨酰胺合成酶，这是一种进化上保守的酶，参与哺乳动物中的氨解毒以及谷氨酸-谷氨酰胺循环。啮齿类动物实验毒理学研究表明，口服暴露于GLA会导致其在包括大脑在内的全身组织中以剂量依赖性方式分布。在中枢神经系统中，GLA暴露被报道可干扰神经递质稳态并引发氧化应激和炎症信号传导（Dong等，2020）。人体生物监测也检测到孕妇尿液中的GLA，并报告现有生物监测数据仍然有限，支持对发育危害进行进一步毒理学评估的必要性（Ashley-Martin等，2023）。尽管已有GLA生物利用度和生物活性的证据，目前对GLA的安全性评估主要侧重于传统终点，如母体毒性、直接发育毒性和致癌性。值得注意的是，受孕前父系暴露相关的潜在风险在很大程度上仍未被表征。
越来越多的证据表明，父系暴露于环境应激因素（包括饮食因素、心理应激和化学毒物）可以在不存在直接胎儿暴露的情况下影响后代健康（Day等，2016）。例如，啮齿类动物中已检验了受孕前父系暴露于双酚A的情况，发现其可影响后代行为结局，支持父系化学暴露可能影响神经行为发育的观点（Harris等，2018）。该领域的一个核心挑战是归因。在自然交配条件下，父系效应难以与交配相关因素及母体对交配的反应区分开来。体外受精（IVF）结合胚胎移植提供了更为严格的方案，因为它有助于将父系影响定位至受精和早期胚胎发生阶段，同时减少自然交配相关变量的干扰。
父系程序化的机制模型通常关注精子携带的信息。精子中的表观遗传特征，包括DNA甲基化、组蛋白修饰和小非编码RNA，被认为可能作为此类信号的载体（Day等，2016）。精子来源的小RNA已被证明对受精和着床前胚胎发育至关重要（Yuan等，2016），精子RNA也被讨论为早期胚胎发生的潜在贡献因素（Boerke等，2007）。与此同时，精子介导的信号传导可能涉及多层调控，任何单一类别的分子可能仅代表传递过程的一部分。尽管我们之前的研究已经描述了GLA相关的精子表观遗传特征改变（Ma等，2021, 2022），但这些父系生殖细胞变化对后代神经发育和行为的功能相关性仍然不清楚。
后代神经行为的改变，特别是社交互动和认知功能方面的缺陷，是父系环境暴露研究中的关键关注点（McCarthy等，2018）。社交互动和记忆相关领域的缺陷在神经发育障碍相关的啮齿类动物模型中被常规观察到，并通常被解释为反映环路成熟过程的改变（I?iguez等，2016）。越来越多的证据表明，此类持续的神经行为变化可能源于早期大脑发育过程中的干扰，即使后代从未直接暴露。小胶质细胞是中枢神经系统的常驻免疫细胞，在营养支持、突触修剪和环路重塑的调控中发挥关键作用，特别是在产前和出生后早期阶段（Wang等，2025）。母体免疫激活或环境毒物对小胶质细胞成熟或活化状态的干扰已被证实与后代社交和认知行为的长期损害相关（Choi等，2016；Woodward等，2018）。此外，我们之前的研究已证实，父系暴露于草铵膦铵盐会损害神经发育并诱导雌性后代的神经行为表型变化，而雄性后代未观察到显著改变（Pei等，2026）。综上，这些因素促使我们在受控受精条件下检验父系传递时，重点关注早期胚胎信号和后期发育神经免疫指标，特别是雌性后代。
鉴于人类暴露于GLA的广泛潜在性以及对发育风险父系起源的日益认识，明确父系GLA暴露是否可通过受精和早期胚胎发生影响后代结局具有重要意义。GLA及其主要代谢物的人体生物监测数据仍然有限，尤其是在评估男性体内暴露方面（Aris和Leblanc，2011；Bienvenu等，2021）。因此，本研究中使用的父系暴露剂量被选定为一个在生物学上可解释的低剂量条件，参照ADI并与我们之前的父系GLA研究保持一致（Pei等，2026）。该剂量应被视为一个毒理学信息参考点，而非测量人类暴露的直接替代物。为回答这一问题，我们使用IVF和胚胎移植技术，以GLA暴露的公鼠为亲本产生后代，并评估了神经行为结局，以及反映神经免疫状态的早期胚胎和发育脑组织中的分子指标。因此，本研究提供了受控受精的证据，将父系GLA暴露与后代神经发育结局联系起来，并支持在发育神经毒性评估中考虑父系受孕前暴露。
章节摘要
动物与伦理/ARRIVE声明
C57BL/6J小鼠购自南京医科大学实验动物中心，在SPF条件下饲养（24 ± 1 °C，相对湿度45 ± 10%，12 h光照/黑暗周期），自由摄食标准饲料和水。本研究按照ARRIVE 2.0指南进行报告。所有动物护理和实验操作均按照美国国家研究委员会《实验动物护理和使用指南》进行。所有
IVF后代的生长与神经行为
为确定在去除自然交配相关因素后父系GLA暴露是否能影响后代，我们首先通过IVF和胚胎移植产生后代，然后检查其一般发育状况和幼年神经行为。从出生后发育到5周期间的体重测量显示各组之间无明显差异，表明在胚胎移植设计下，父系GLA暴露未对整体生长产生明显影响（图。
讨论
本研究使用IVF后接胚胎移植，以减少与自然交配相关的因素，从而更好地将父系影响定位至受精和早期胚胎发生。这种策略在父系程序化研究中常用于区分精子携带信号与交配相关影响（Zheng等，2021）。使用此设计，我们在GLA背景后代中检测到了幼年表型。该表型与行为改变总体一致
CRediT作者贡献声明
Pei Zhilu：写作—原始草稿、方法论、概念构思。Hu Dayu：验证、调查、数据整理。Zhang Tong：可视化。Sun Jie：写作—审阅与编辑、监督。Hu Weiyue：监督、资源、资金获取。
撰写过程中生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明
在本工作的准备过程中，作者使用了ChatGPT-5.2以提高手稿的可读性和语言质量。使用此工具后，作者对内容进行了审阅和编辑，并对已发表文章的内容承担全部责任。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的经济利益竞争或个人关系可能影响本论文所报告的工作。
致谢
本研究得到国家自然科学基金（82473668）；江苏省自然科学基金（BK20231264）和中国江苏省高等教育机构自然科学基金（23KJB330003）资助。
Pei Zhilu|Hu Dayu|Zhang Tong|Sun Jie|Hu Weiyue
