施用激素會影響DNA
在豬中,內(nèi)分泌干擾物可以以同樣影響下一代的方式改變基因表達。蘇黎世聯(lián)邦理工學院和慕尼黑技術大學的研究人員展示了這一點。研究結果也可能適用于人類。
關于內(nèi)分泌干擾化學物質(zhì)(EDCs)的公開辯論 - 與內(nèi)源性激素具有相同或相似作用的外源性物質(zhì) - 已經(jīng)持續(xù)了一段時間。后者用于軟化塑料的雙酚A或鄰苯二甲酸鹽等化學品可能與男性和女性不孕率上升有關。
在豬的實驗中,來自蘇黎世聯(lián)邦理工學院和慕尼黑工業(yè)大學的研究人員首次證明,即使是極低劑量的內(nèi)分泌干擾物 - 在這種情況下,內(nèi)源性雌激素 - 的使用也會導致懷孕的表觀遺傳變化。母豬的DN??A。此外,這些變化也在母豬的胚胎中觀察到,并且在后代成年后,類似的變化甚至是明顯的。該研究最近發(fā)表在“科學報告”雜志上。
敏感度增加的時間窗口
“EDCs,尤其是雌激素,即使在非常低的劑量下也非常有效,”蘇黎世聯(lián)邦理工學院動物生理學教授Susanne Ulbrich說。內(nèi)源性或外源性化學物質(zhì)是否有效,以及該效應的強度,也取決于暴露發(fā)生的時間點。“例如,”Ulbrich解釋說,“在早孕的胚胎階段,身體特別容易受到外部破壞性荷爾蒙的影響。”
Ulbrich和她的同事在他們的豬研究中確切地研究了這樣一個時間窗口:為了通過飲用水或食物來模擬EDCs的攝入量,他們通過日常飼料將懷孕的母豬暴露于不同劑量的雌二醇-17β(天然雌激素)中。整個妊娠期的過程或僅在受精后的前十天。
最低劑量對應于人類可接受的每日攝入量(0.05微克/千克體重)。在同一實驗中,科學家們給予了另外兩種劑量:一種接近“無觀察效果”水平(每天每公斤體重10微克)以及更高劑量(每天每公斤1000微克) - 后者用于模擬懷孕初期意外服用避孕藥。該實驗包括未接受雌二醇的對照組豬。
科學家在10日齡胚胎(胚泡)和1歲成熟雌性中測試了懷孕母豬各種組織及其后代的基因表達和表觀遺傳變化。
基因表達的變化
他們的努力取得了成果:在57種雌激素相關基因中,根據(jù)劑量,雌二醇影響了大約二十幾種測試基因的組織特異性表達。大多數(shù)這些基因調(diào)節(jié)細胞周期或抑制腫瘤的生長。這些變化在妊娠母豬的黃體,子宮內(nèi)膜,心臟和骨骼肌中最為明顯。
此外,研究人員觀察了母豬肝臟中一些選定基因的表觀遺傳變化。這些基因的類似變化也出現(xiàn)在胚胎和成年后代中:即使在一歲的雌性后代中,研究人員也能夠確定這些基因的表觀遺傳模式已被改變。
表觀遺傳變化例如通過在DNA中的某些點添加或去除小化學基團(例如甲基)而發(fā)生。這可以改變受影響基因的表達,進而改變細胞的功能。
持久的變化
“我們沒有發(fā)現(xiàn)對成年后代的健康有任何嚴重影響;我們只看到了微小的變化,例如骨密度和脂肪與肌肉質(zhì)量的比例,”Ulbrich解釋說。然而,尚不清楚表觀遺傳變化可能產(chǎn)生的長期影響,以及人類每天接觸的許多EDCs的相互作用是否會使情況更加嚴重。
“在一項長期研究中,迫切需要在幾代人中觀察到這種現(xiàn)象,”ETH教授說。“表觀遺傳變化可以在短短一代內(nèi)出現(xiàn),但在某些情況下它們將繼續(xù)傳遞給后代。我們已經(jīng)可以清楚地證明,即使在短暫的暴露期和極少量的激素后,激素也可以產(chǎn)生可測量的效果, “她總結道。
基于這些結果,生殖生理學專家Ulbrich呼吁重新評估可接受的每日攝入量和“未觀察到的效果水平”劑量。她指出,懷孕期間豬的荷爾蒙變化與人類的變化非常相似,因此研究結果非常適用于人類;它們甚至可能比研究老鼠的研究結果更合適。
“目前,推薦的閾值水平可能過高,”Ulbrich說。無論雌激素劑量多么微小,她和她的團隊觀察到的表觀遺傳變化清楚地表明測試對象已接觸過EDC。她繼續(xù)說道:“究竟是如何導致這些變化以及這些變化長期影響將需要更深入的研究。胚胎在懷孕初期的敏感性在任何情況下都不應低估。”
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