目的:前期研究发现,孕期母体镉暴露诱导胎儿生长受限（FGR）,但环境镉诱发FGR和出生后子代生殖发育损伤的机制不清。方法:本研究通过人群研究、整体动物实验以及体外人胎盘滋养细胞培养方法,来探究母体镉暴露诱导胎鼠生长受限并持续损害子代生殖发育及其胎盘Parkin的调控机制。人群研究探究Parkin线粒体转位,MCL-1降低、胎盘细胞凋亡、胎盘线粒体自噬、胎盘孕酮（P4）合成抑制和全因型FGR关联。动物实验包含7部分。实验1:CD-1孕鼠在孕中晚期（GD8-GD18）通过饮水分别暴露低镉（50 mg/L）和高镉（150 mg/L）。于GD18剖杀部分孕鼠,收集母血、胎盘和胎鼠睾丸,记录胎鼠身长和体重,探究孕期母体镉暴露对胎鼠生长和胎鼠睾丸发育的损害作用。实验2:剩余孕鼠于GD18自然分娩。PND22记录雄性子代睾丸下降比率和肛殖距;PND35/PND70分别处死部分子代雄鼠,记录小鼠体重、睾丸重量和前列腺重量等,收集小鼠血清和睾丸,提取部分睾丸原代间质细胞,PND70进行经精子计数,探究孕期母体镉暴露子代睾丸发育、睾酮合成和精子发生的持续损害的剂量-效应关系。实验3:CD-1孕鼠在GD8经腹腔注射暴露镉（Cd Cl2,4.5 mg/kg）,GD12或者GD16剖杀孕鼠,探究孕期母体镉暴露对Parkin线粒体转位、胎盘细胞凋亡和胎盘孕酮合呈抑制的影响。实验4:CD-1孕鼠在GD7-GD11/15经腹腔注射Parkin线粒体转位抑制剂Mdivi-1（M-1,25 mg/kg/day）,并于GD8经腹腔注射暴露镉（Cd Cl2,4.5 mg/kg）,探究Parkin线粒体转位在孕期母体镉暴露促进胎盘细胞凋亡和孕酮合成抑制中的作用。实验5:CD-1孕鼠在GD7-GD11/15经腹腔注射线粒体靶向抗氧化剂Melatonin（MT,5 mg/kg/day）,并于GD8经腹腔注射暴露镉（Cd Cl2,4.5 mg/kg）,探究活性氧（ROS）在孕期母体镉暴露促进胎盘Parkin线粒体转位和细胞凋亡中的作用。实验6:CD-1孕鼠于GD7-GD17通过灌胃被给予NAC（500 mg/kg/day）处理,并在孕中晚期（GD8-GD18）通过饮水镉（150 mg/L）。于GD18收集母血、胎盘和胎鼠睾丸,记录胎鼠身长和体重,探究孕期母体NAC补充对镉暴露诱导胎鼠生长和胎鼠睾丸发育损害的拮抗效应。实验7:CD-1孕鼠于GD7-GD17通过灌胃被给予NAC（500 mg/kg/day）处理,并在孕中晚期（GD8-GD18）通过饮水暴露镉（150 mg/L）,于GD18自然分娩。PND22记录雄性子代睾丸下降比率和肛殖距;PND35/PND70分别处死部分子代雄鼠,记录小鼠体重、睾丸重量和前列腺重量等,收集小鼠血清和睾丸,提取部分睾丸原代间质细胞,PND70进行经精子计数,探究孕期母体NAC补充对镉暴露诱导子代睾丸发育、睾酮合成和精子发生持续损害的拮抗作用。体外实验分成5个部分。实验1:为了探究镉处理对人胎盘滋养细胞Parkin线粒体转位、细胞凋亡和胎盘孕酮合成的影响,人胎盘滋养细胞被给予镉（20μM）处理不同时点（0-24h）。实验2:为了探究Parkin线粒体转位在镉诱导人胎盘滋养细胞凋亡和孕酮合成抑制的作用及机制,经Parkin si RNA处理后,细胞被给予镉（20μM）处理。实验3:为了探究Parkin介导的泛素化在镉促进人胎盘滋养细胞抗凋亡蛋白MCL-1降解中的作用,经蛋白酶体抑制剂MG132（5μM）处理后,细胞被给予镉（20μM）处理。实验4:为了探究线粒体活性氧（mt ROS）在镉促进人胎盘滋养细胞Parkin线粒体转位中的作用及机制,经线粒体靶向抗氧化剂Mito-TEMPO（10μM）处理后,细胞被给予镉（20μM）处理。实验5:为了探究激活的PERK/ATF4信号在镉触发人胎盘滋养细胞Parkin依赖的线粒体自噬中作用及机制,经PERK si RNA处理后,细胞被给予镉（20μM）处理。结果:在本研究中,我们首先发现镉暴露降低胎鼠重量和体重,这表明镉损害胎鼠生长。我们研究结果还表明孕期母体镉暴露显著延迟子代雄鼠睾丸下降时间并降低其肛殖距。进一步结果发现,镉暴露组子代雄鼠生殖器官（睾丸、前列腺和附睾）的绝对重量和相对重量较对照组均显著降低。与对照相比,镉组子代雄鼠PND70的精子数目也显著降低。此外,孕期母体镉暴露还显著降低子代小鼠睾丸和血清的睾酮水平;相应地,镉组小鼠睾丸及睾丸原代间质细胞的睾酮合成酶（St AR、TSPO和CYP11A1）水平与对照相比也显著降低。随后的人群研究结果还发现相较于适于胎龄儿（AGA）胎盘,在小胎龄儿（SGA）胎盘中发现Parkin线粒体转位、MCL-1降低、细胞凋亡、线粒体自噬激活和P4合成抑制。随后,使用镉建立了胎盘凋亡和FGR体内外模型。我们数据显示,在镉处理的胎盘滋养细胞中观察到Parkin线粒体易位。值得注意的是,Parkin si RNA（si R）处理显著缓解镉引发胎盘滋养层细胞凋亡。Mdivi-1（M-1）是一种Parkin线粒体转位抑制剂,可以减轻镉诱导的胎盘滋养层细胞凋亡和FGR。如预料那样,M-1处理显著逆转镉诱导的小鼠胎盘减小。此外,在镉暴露的胎盘滋养细胞中,MCL-1与Parkin或Ub的相互作用较对照组显著增强。MG132是一种蛋白酶体抑制剂,可以抑制镉诱导人胎盘滋养细胞泛素介导的MCL-1降解。更重要的是,Parkin si R和M-1可显著缓解镉诱导的胎盘滋养细胞MCL-1蛋白泛素依赖的降解。有趣的是,两种抗氧化剂mito-TEMPO和褪黑素明显改善镉引起的胎盘滋养细胞MMP降低、Parkin线粒体转位、MCL-1降解和胎盘滋养层细胞凋亡。综上所述,孕期母体镉暴露通过增加ROS释放促进Parkin线粒体转位,诱导MCL-1泛素介导的降解,导致胎盘细胞凋亡和FGR。此外,我们首先发现环境镉暴露降低了小鼠母体血清、胎盘和羊水中P4的含量。在镉处理的胎盘中,St AR、CYP11A1和3β-HSD三种线粒体P4合成酶水平较对照显著降低。此外,镉暴露引起胎盘线粒体蛋白HSP60和COX IV降解,以及TOM20与LC3B或Parkin在胎盘滋养层细胞的共定位增加。相应地,镉暴露促进胎盘滋养细胞线粒体Parkin蛋白水平升高。线粒体自噬抑制剂M-1对镉诱导的小鼠胎盘P4降低和FGR有明显的缓解作用。此外,M-1和Parkin si RNA显著逆转了镉诱导的人胎盘滋养细胞P4合成抑制。有趣的是,PERK/ATF4信号通路在镉处理的胎盘滋养细胞中被激活。进一步的结果显示,PERK si RNA显著抑制处理镉诱导的线粒体蛋白降解。动物实验6的结果显示,孕期母体NAC补充显著缓解镉暴露诱导的胎鼠重量和体重降低,这表明NAC对镉诱导的胎鼠生长受限具有抑制作用。动物实验7的结果显示,孕期母体NAC补充缓解镉暴露诱导的子代雄鼠睾丸下降时间延迟和肛殖距降低。进一步结果发现,NAC+镉组子代雄鼠生殖器官（睾丸、前列腺和附睾）的绝对重量和相对重量较镉组均显著升高。与对照相比,NAC+镉组子代雄鼠PND70的精子数目也显著增高。此外,孕期母体NAC补充逆转镉暴露诱导的子代小鼠睾丸和血清睾酮水平降低;相应地,NAC+镉组小鼠睾丸及睾丸原代间质细胞的睾酮合成酶（St AR、TSPO和CYP11A1）水平与镉相比也显著升高。结论:综合上述研究结果,本文得出如下结论:孕期母体镉暴露诱导胎儿生长受限（FGR）并持续损害子代生殖发育;Parkin线粒体转位介导的抗凋亡蛋白MCL-1泛素-蛋白酶体降解有助于镉暴露诱导的胎盘细胞凋亡;Parkin依赖的线粒体自噬激活介导镉暴露诱导的胎盘孕酮合成抑制;孕期母体NAC补充缓解镉暴露诱导的FGR和子代生殖发育持续损害。