二氧化铈纳米颗粒通过损害胎盘发育导致不良妊娠

【作者】 钟航天； 耿艳清； 陈俊； 高茹菲； 陈雪梅； 穆欣艺； 刘学庆； 何俊琳；

【机构】 重庆医科大学生殖生物学研究室；

【摘要】 目的二氧化铈纳米颗粒（CeO₂NPs）因其优异性能而被广泛应用,人们的接触机会显著增加,但其生物安全性仍不明确,尤其妊娠期CeO₂NPs暴露的生物效应目前未见报道。本研究通过建立妊娠早期CeO₂NPs暴露的小鼠模型,探明CeO₂NPs对妊娠的影响及相关分子机制,补充CeO₂NPs的生物安全性认识,为其规范应用提供实验依据。材料和方法 （1）通过微乳液法制备CeO₂NPs,利用场发射透射电镜和能谱分析进行表征。（2）建立孕鼠暴露模型并用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测CeO₂NPs在宫腔内组织的分布。（3）观察妊娠结局,统计产仔数目及产仔大小。（4）探究CeO₂NPs暴露对早期妊娠胎盘发育的影响机制:①侧重检测CeO₂NPs暴露影响胎盘发育早期关键时段——即孕第8天（蜕膜化结束）、第9天（螺旋动脉重塑）、第10天（胎盘循环建立）、第12天（胎盘结构形成）的宫腔内妊娠情况和胎盘组织结构变化;②酶联免疫吸附试验（ELISA）测定血清相关激素水平改变;③Real-time PCR、免疫组织化学（IHC）检测相关基因的表达;④DBA荧光染色检测蜕膜及胎盘组织的自然杀伤（uNK）细胞变化情况。结果 （1）场发射透射电镜结果显示CeO₂NPs直径3-5纳米,能谱分析证明其元素组成为Ce和O.2.ICP-MS结果显示CeO₂NPs在暴露组孕9天蜕膜组织中含量最高,在孕10天和12天胎盘组织中含量逐渐下降。（3）暴露组小鼠产仔数目减少,胎儿体型偏小。（4）①暴露组小鼠孕9天出现胚胎拥挤,孕10天出现子宫出血,孕12天出现胚胎发育不均;H&E染色显示暴露组胎盘结构异常,包括蜕膜层出血、迷路层面积减少;②ELISA结果表明暴露组小鼠血清β-CG水平显著下降;③Real-time PCR证实暴露组小鼠蜕膜组织中血管生成相关基因Ang1、Ang2、Ang4、Corin、Vegfa和u NK细胞募集分化基因IL-15、Klrg1、Prf1表达下降,促进滋养细胞侵袭基因Ptgs2表达下降而侵袭抑制基因Igfbp4的表达增加,胎盘组织中滋养细胞分化调控基因Hand1、Mash2、GCM1的表达减少,IHC结果提示,暴露组小鼠外胎盘锥标志物CK8、滋养细胞侵袭调控蛋白COX-2的表达显著下降,滋养巨细胞标志物PRL3D1的表达显著增加;④DBA荧光染色显示暴露组蜕膜区uNK细胞数目显著减少。结论妊娠早期母体CeO₂NPs暴露导致子宫内膜"低质量"的蜕膜化,包括uNK募集分化失败和滋养细胞侵袭分化调控因子的分泌失衡,从而损害胎盘发育,导致不良妊娠结局。更多还原