从子宫内膜蜕膜化角度探讨环境污染物苯并芘（BaP)对植入后胚胎的影响及其机制

Benzo(a)pyrene （BaP） is an important composition of PM2.5 and has been proved to be a endocrine disruptor. Some studies have found that BaP has reproductive toxicity, but the mechanism is not clear. In the previous study, we found that BaP can disturb the secretion of estrogen and progesterone, influent the expression of their receptor, change the receptivity of uterus and decrease the implantation of embryo. Although some embryo can implant, their development is abnormal as the extending of BaP treatment. After implantation, the development of embryo is closely related to the decidualization and placentation of maternal uterus. This process is strictly regulated by estrogen and progesterone and their receptor. However, there are few reports that assess the effect of BaP on this process. The aim of this study is to explore whether the endometrial decidualization and development of implanted embryo will affected after BaP exposure. Furthermore, the molecular mechanism under which will be investigated. This study investigate the effect of environment pollutant on embryo development from aspect of maternal, the result is beneficial to find new clue to prevent the birth detect caused by environment pollutants.

苯并芘（BaP）是PM2.5的重要组成成分，广泛存在于环境中，具有明确的内分泌干扰活性。虽有研究显示其具有生殖毒性，但机制不明，尤其是苯并芘对早孕期母体子宫内膜功能的影响更是鲜有报道。申请人前期研究发现，孕鼠暴露于BaP可以干扰雌孕激素分泌和其受体表达，改变子宫容受状态，降低胚泡着床率。而部分成功着床的胚胎随染毒时间的延长出现了发育不良的情况。由于着床后胚胎的发育与母体子宫蜕膜化过程及胎盘形成息息相关，这一过程受雌孕激素及其受体的严格调控，因此我们推测BaP可能会影响子宫内膜蜕膜化过程从而影响胚胎的发育。本研究通过建立BaP染毒的孕鼠模型、人工诱导蜕膜化的假孕模型和体外细胞模型，分析BaP对蜕膜化过程的影响及相关的分子机制，为深入了解BaP毒性作用机制奠定基础。本课题从母体角度探讨环境污染对胚胎发育的影响，其结果将为环境导致的出生缺陷的预防提供新的线索。

苯并芘(BaP)是PM2.5的重要组成成分，广泛存在于环境中，具有明确的生殖毒性，但机制不明，尤其是BaP对早孕期母体子宫内膜功能的影响更是鲜有报道。本项目在前期研究基础上，通过建立BaP染毒的孕鼠模型、人工诱导蜕膜化的假孕模型和体外细胞模型，分析BaP对早孕期母体子宫内膜，尤其是蜕膜化过程的影响及相关的分子机制。我们的研究发现：1、BaP染毒影响了小鼠的蜕膜化进程，导致小鼠胚胎着床数下降，着床点体积减小，蜕膜化关键分子d/tPRP、FOXO1、HoxA10 和 BMP2表达水平降低，子宫蜕膜血管生成不足。人工诱导蜕膜化的假孕模型也显示BaP 引起蜕膜反应减弱，子宫湿重比下降。2、BaP暴露上调了蜕膜细胞中G1/S期及G2/M期相关调控基因水平，下调了分化标志分子Prl8a2和Prl3c1及多倍体化相关因子CyclinD3, CDK6和p21的表达，促进蜕膜化过程中基质细胞的增殖并抑制分化，导致蜕膜组织中多倍体细胞数量减少。分离原代子宫内膜基质细胞进行体外诱导蜕膜化实验中，获得与体内类似的结果，提示基质细胞增殖分化平衡失调可能是BaP导致蜕膜化缺陷的重要机制。3、BaP抑制植入过程中子宫内膜细胞凋亡，上调了Wnt 信号通路中的Wnt5a和β-catenin；体外培养人子宫内膜基质细胞经BaP处理后，结果与体内实验基本一致。在Wnt5a和BaP处理组分别给予Wnt5a抑制剂处理，可部分恢复BaP诱导的上述改变，证实BaP打破了Wnt信号通路对子宫内膜细胞凋亡平衡的调控。4、BaP影响围着床期的卵巢黄体，导致妊娠黄体数量减少、干扰调控血管生成与维持的相关因子的表达，影响Notch信号通路对黄体血管发育的调节，进而损害黄体血管网络的构建，影响黄体的内分泌功能。BaP还影响卵巢褪黑素水平及其受体MT1、MT2的表达，增强氧化应激，诱导卵巢颗粒细胞凋亡。BaP染毒联合腹腔注射褪黑素治疗能减轻卵巢氧化应激及细胞凋亡水平，缓解B(a)P诱导的卵巢功能异常。本研究结果对于深入认识BaP对人类生殖，尤其是对早期胚胎着床过程的影响及其机制，提供了新的实验数据，为环境导致出生缺陷的预防提供了新线索，对妇女儿童保健和提高人口素质具有重要意义。