双酚A对胚胎干细胞定向分化的影响及其表观遗传学机制研究

本研究拟以小鼠及人胚胎干细胞为研究对象，分三个阶段观察双酚A对胚胎干细胞定向分化的毒性作用，同时探索其可能的表观遗传学机制。第一阶段，应用胚胎干细胞实验（EST）检测双酚A对胚胎干细胞的毒性；第二阶段，通过形态学观察以及特异性标志检测观察双酚A对胚胎干细胞定向分化为乳腺上皮细胞过程的影响；第三阶段主要通过检测恶性转化指标，观察在双酚A作用下分化成熟的乳腺上皮细胞对致癌物DMBA的敏感性。同时，应用miRNA表达芯片和基因启动子区DNA甲基化芯片筛选对双酚A敏感的目的基因，经生物信息学分析并验证后，应用染色质免疫沉淀的方法观察组蛋白修饰对目的基因表达的影响。最终，从microRNA、启动子区甲基化、组蛋白修饰对基因表达的影响，结合分子通路解释双酚A可能的作用机制，为阐明双酚A在乳腺发生、乳腺癌形成过程中的作用及其机制提供科学依据。

双酚A（BPA）是一类应用十分广泛的化合物，也是一种典型的环境内分泌干扰物，人群普遍长期低剂量接触，关于其对机体健康的影响，尤其是对乳腺癌发生的影响尚存在一定争议。本研究通过三个阶段实验，观察环境相关剂量BPA对乳腺上皮细胞不同分化阶段的影响，为阐明长期暴露BPA对乳腺癌发生风险的影响提供依据。结果发现：1）BPA具有弱的胚胎毒性，可以影响拟胚体中胚层标志性基因的表达；2）BPA对乳腺上皮细胞早期分化无显著影响，但可以干扰多能性标志基因以及乳腺上皮细胞特征性基因的表达；3）低剂量BPA本身不会引起乳腺上皮细胞DNA损伤，但其可以显著增强致癌物苯并[a]芘（BaP）引起的DNA损伤效应；4）高通量表达芯片筛选结合经典分子生物学手段验证，发现BPA在胚胎干细胞早期分化阶段可以使Hedgehog、Notch、Wnt信号通路活性降低，而在成熟的乳腺上皮细胞，其可以使以上三条信号通路关键蛋白表达水平增高。综上所述，环境相关剂量的BPA作用于不同阶段的细胞可以产生不同、甚至截然相反的生物学效应，最终导致乳腺上皮细胞恶性转化风险增加。