城市环境研究所在全氟辛酸暴露干扰生殖内分泌的表观遗传机制研究方面取得进展
发布时间:2022-06-23来源:黄清育研究组
全氟辛酸(PFOA)是自然环境中广泛存在的一种持久性有机污染物。研究表明,PFOA具有内分泌干扰毒性,能够干扰睾丸类固醇激素的合成与分泌,但其分子机制并不完全清楚。组蛋白修饰作为表观遗传修饰的重要方面,易受环境影响且能够调控基因表达,近年来受到广泛关注。探究PFOA暴露是否可通过影响组蛋白修饰水平而调控类固醇激素合成相关基因表达,有助于阐明PFOA干扰雄性生殖内分泌的内在分子机制。
中国科学院城市环境研究所黄清育研究组通过分析低剂量PFOA暴露对大鼠睾丸类固醇激素合成关键基因表达、激素合成水平及组蛋白修饰(甲基化/乙酰化)状态的影响,揭示了组蛋白修饰在PFOA干扰雄性生殖内分泌中的作用机制。研究发现,低剂量(0.015和0.15 mg/kg/d)PFOA暴露后大鼠睾丸中类固醇激素合成的限速基因StAR表达上调,而其他基因CYP11A1、3β-HSD、CYP17A1、17β-HSD均表达下调。同时,大鼠血清中孕酮、睾酮和雌二醇等激素含量显著升高。此外,暴露后大鼠睾丸中多种组蛋白修饰H3K9me1/2/3、H3K9ac、H3K18ac、H3K23ac的水平均显著降低。ChIP分析结果显示,StAR基因启动子区域的H3K9me1/3水平降低,而其他基因启动子的H3K18ac水平也下调。H3K9甲基化与基因沉默有关,而组蛋白乙酰化可促进基因表达。基于此,我们提出:低剂量PFOA可通过下调H3K9me1/3激活限速基因StAR表达,最终促进睾丸类固醇激素合成,虽然H3K18ac水平降低导致了其他基因表达下调。
研究成果以Low Levels of Perfluorooctanoic Acid Exposure Activates Steroid Hormone Biosynthesis through Repressing Histone Methylation in Rats为题,发表在环境科学领域权威期刊Environmental Science & Technology上,城市环境研究所硕士研究生韩薛婧娉、博士研究生Md Nur Alam为该论文的共同第一作者,黄清育研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金(22076179,21677142)、福建省自然科学基金(2019J01138)、厦门市科技计划项目(3502Z20206091)及中科院青年创新促进会(2019305)的资助。
低剂量PFOA通过抑制大鼠睾丸中组蛋白H3K9甲基化促进类固醇激素合成
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