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邻苯二甲酸酯(phthalate esters, PEs),是一类普遍使用的化学工业品,主要用作增塑剂,其中邻苯二甲酸二乙基己基酯(Di-2-ethylhexyl phthalate, DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate, DBP)是使用较为广泛的增塑剂。邻苯二甲酸-单-乙基己基酯(Mono-2-ethylhexyl phthalate, MEHP)和邻苯二甲酸单丁酯(Mono-n-butyl phthalate, MBP)分别是DEHP和DBP的主要代谢物。使用过程中,邻苯二甲酸酯会通过各种途径进入环境中,人类可经由食品、水和土壤接触邻苯二甲酸酯。现已发现邻苯二甲酸酯具有很强的生殖和发育毒性,能损害生物的生育力。然而,目前我们对于MEHP和MBP对植入前胚胎发育的影响仍知之甚少。为了研究MEHP对植入前胚胎发育的影响,我们用0,10-5,10-4,10-3M MEHP处理受精卵,发现10-3M MEHP会引起小鼠胚胎发生2-细胞阻滞。10-3M MEHP暴露24h后,小鼠胚胎细胞内活性氧水平显著升高。然而,抗氧化物(CAT和SOD)可以降低胚胎细胞中活性氧的水平,提高胚胎的存活率,但是没有恢复发生2-细胞阻滞胚胎的发育。进一步的实验结果表明,MEHP暴露后,只有死亡胚胎的凋亡水平升高了,但活的2-细胞阻滞的胚胎凋亡水平没有明显变化。这些结果提示ROS水平的升高和胚胎细胞凋亡并不是发生2-细胞发育胎阻滞的主要原因。通过分析胚胎基因组激活(embryonic genome activation, EGA)的关键基因(Hsc70, MuERV-L, Hsp70.1, eIF-1A和Zscan4)以及母源效应基因(OCT4和SOX2),我们发现胚胎2-细胞到4-细胞阶段,MEHP暴露显著降低了基因Hsc70、MuERV-L和SOX2的表达水平,提高了Hsp70.1、eIF-1A、Zscan4和OCT4的表达水平。添加抗氧化物(CAT和SOD)没能改变这些基因的表达趋势。由此可见,MEHP-诱导的胚胎发育阻滞是由母体向胚胎转换异常介导的,而不是氧化应激和细胞凋亡。为了研究MBP对植入前胚胎发育的影响,我们用0,10-5,10-4,10-3M MBP处理受精卵,发现10-3和10-4M MBP暴露96h,囊胚的数量均显著降低,当延迟培养24h时,即120h,10-3M MBP暴露组桑椹胚继续发育到囊胚的胚胎数量显著高于对照组,但96h和120h囊胚的总数仍显著低于对照组,并且10-3M MBP暴露显著降低了孵化囊胚的数量,这些结果显示了10-3M MBP会损害小鼠植入前胚胎的发育潜能,10-4M MBP暴露只是延缓了胚胎的发育进程。10-3M MBP暴露48h后,胚胎细胞内ROS水平显著升高,并通过促进线粒体释放细胞色素c提高了凋亡水平。免疫荧光染色分析显示MBP处理以剂量依赖(10-5,10-4,10-3M)的方式降低了DNA甲基化水平。这些结果显示MBP可能通过诱导氧化应激、细胞凋亡或抑制DNA甲基化降低胚胎的发育潜能。总之,本研究首次揭示了PEs暴露能对植入前胚胎发育造成损害。MEHP能够引起胚胎2-细胞发育阻滞,其主要是由于EGA启动失败和母源效应基因表达异常引起,与ROS和凋亡水平无显著相关性。MBP能够降低植入前胚胎的发育潜能,其主要与ROS和细胞凋亡相关,还可能与DNA甲基化水平的降低有关。