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双酚A（Bisphenol A,BPA）是生产聚碳酸酯硬塑料、环氧树脂、铝或钢制饮料和食品罐树脂衬里的工业原料,被广泛应用于塑料生产工业。目前发现BPA不仅广泛存在于水体、空气、尘埃等外界环境中,而且能从罐装食物和饮料的包装中渗入到其中的内容物中。由于BPA是一种内分泌干扰物质,具有类雌激素作用,并能够和机体内多种核内、核外受体结合,影响动物多种发育相关通路,并且BPA可以通过母体摄入,进而影响动物胚胎和后代的发育。BPA能够影响猪、牛等家畜的胚胎发育造成胚胎死亡和囊胚的发育停滞。妊娠母羊暴露BPA能引起后代仔羊的代谢紊乱。蛋鸡暴露BPA会降低其生产性能。因此BPA对脊椎动物胚胎发育具有毒性,对生态环境和畜牧业生产具有一定的危害性,并通过在环境和畜产品中的蓄积对人类健康也有潜在威胁。目前在模式动物和家畜中对BPA胚胎毒性的研究多有报道,但对胚胎的畸形没有系统的分析,对BPA的胚胎致畸机制特别是体轴弯曲的机制研究也不够深入。本研究对BPA的致畸作用进行系统分析,并研究BPA造成体轴发育畸形的原因和分子机制,为BPA的胚胎发育毒性及致畸机制研究提供有价值的参考依据。非洲爪蟾是公认的胚胎发育和环境毒理研究模型。本研究使用非洲爪蟾（Xenopus laevis）作为BPA影响脊椎动物胚胎发育的模式动物,以不同浓度BPA（0.1,1,10,20μM）处理2细胞期胚胎为起点进行96 h急性暴露试验。通过监测胚胎的发育状况及发育指标（全长、头长、眼间距、眼直径、心跳）和行为能力（触碰反应、自主游动）研究BPA对胚胎发育的影响。结果表明在胚胎发育初期（NF st.9-st.24）,1μM以上浓度（含1μM）的BPA能显著延缓胚胎的发育（P＜0.01）,而20μM BPA的发育延缓效应则一直持续到96 h急性暴露试验结束,30μM BPA暴露的胚胎则绝大部分停滞在囊胚期。当胚胎发育至NF st.45时,0.1μM以上浓度（含0.1μM）BPA暴露的胚胎眼直径显著小于对照组（P＜0.01）;1μM以上浓度（含1μM）的BPA能显著减少胚胎的全长（P＜0.05）;20μM BPA暴露的胚胎,其头长、头长/全长、眼间距均显著低于对照组（P＜0.01）,暴露于该浓度的胚胎心率和行为也受到损害,以上结果表明BPA影响爪蟾胚胎的生长发育。为全面评估BPA的致畸作用,研究通过畸形评分（Score of malformation,SOM）和表型图谱对BPA的致畸作用进行系统分析。结果显示1μM以上浓度（含1μM）BPA表现出明显的致畸效果（P＜0.05）,畸形种类主要包括体轴缩短、体轴弯曲、心脏水肿、肠道卷曲异常、腹部拉伸或水肿等。20μM BPA暴露的胚胎畸形种类最多也最严重,几乎涵盖了发育的各个方面。这部分研究结果表明BPA可以引起胚胎的多种畸形,脊索、眼睛、大脑、肠道和心脏是其毒性作用的主要靶器官。最后通过石蜡组织切片的苏木精-伊红染色（hematoxylin-eosin,HE）、TUNEL染色、单细胞凝胶电泳（single-cell gel electrophoresis,SCGE）、蛋白免疫印迹（Western bolt,WB）、荧光定量PCR（q RT-PCR）、免疫荧光（Immunofluorescent staining,IF）等一系列组织学和分子生物学方法研究BPA的致畸原因。单细胞凝胶电泳结果显示即使0.1μM的BPA也能引起DNA的损伤（P＜0.05）。石蜡切片的HE染色及TUNEL染色显示20μM BPA暴露的胚胎脊索的液泡细胞发生明显凋亡和形变（P＜0.05）,且脊索明显变细（P＜0.01）;免疫荧光结果显示脊索液泡细胞及脊索周围的肌肉细胞也发生了凋亡。q RT-PCR结果表明10、20μM BPA暴露胚胎的bax/bcl-2 m RNA的比例显著升高（P＜0.05）;WB结果显示10、20μM BPA暴露的胚胎中cleaved caspase-3表达水平显著上调（P＜0.05）。以上结果表明凋亡是胚胎体轴弯曲的主要原因。综上所述,BPA能延缓爪蟾胚胎早期发育,诱导爪蟾胚胎的DNA损伤和凋亡,引起脊索液泡细胞和肌肉组织损伤,最终引起体轴弯曲等多种畸形并导致爪蟾幼虫的行为异常。为探讨DNA损伤和凋亡之间的关系,诠释BPA诱导胚胎凋亡的机制,本研究从比较毒理基因组学数据库（Comparative Toxicogenomics Database,CTD）筛选出BPA显著影响表达的胚胎发育相关基因,通过功能分析和信号通路富集分析以及蛋白互作网络的构建,寻找BPA影响的与胚胎发育相关的,且与DNA损伤和细胞凋亡有关的信号通路。结果表明BPA能影响多个胚胎发育关键通路:Hippo、TGF-β、Wnt和Notch通路;并且Hippo通路核心效应因子YAP与c-Abl、p73和caspase-3之间有明显互作,表明c-Abl/YAPY357/p73信号通路可能是响应DNA损伤并诱导胚胎细胞凋亡的重要通路。P19胚胎癌细胞能分化成外胚层、中胚层和内胚层,因而常作为发育毒理模型。本研究随后选用小鼠P19胚胎癌细胞作为体外模型,以探讨c-Abl/YAPY357/p73信号在响应DNA损伤诱导胚胎细胞凋亡中的作用。研究使用不同浓度的BPA处理P19细胞,通过SCGE检测BPA对P19细胞DNA完整性的影响,结果表明1μM及以上浓度的BPA处理12 h即显著诱导P19细胞的DNA损伤（P＜0.001）。通过Annexin V-PE和7-AAD双染以及WB检测P19细胞的凋亡程度,结果表明50和100μM的BPA处理48 h可以引起P19细胞的显著凋亡（P＜0.05）。通过WB和q RT-PCR检测BPA对c-Abl/YAPY357/p73信号通路及其靶基因表达的影响,结果表明50和100μM BPA处理48 h后,c-Abl、磷酸化YAPY357、磷酸化p73Y99、总p73和cleaved caspase-3的蛋白表达水平显著增加（P＜0.05）,总YAP表达水平显著降低（P＜0.001）;靶基因Bax和Puma m RNA表达显著上调（P＜0.05）。最后使用酪氨酸激酶c-Abl的抑制剂Imatinib与BPA共处理P19细胞,通过实时无标记细胞分析技术（Real-time cellular analysis,RTCA）和WB检测P19细胞活力和c-Abl/YAPY357/p73信号通路的表达变化。结果表明Imatinib与BPA共处理组的p-YAPY357、p-p73Y99和cleaved caspase-3的蛋白表达水平与BPA单独处理组相比显著降低（P＜0.05）,标准化细胞指数（Normalized cell index,NCI）得到显著改善（P＜0.05）。研究表明BPA诱导的DNA损伤通过激活c-Abl/YAPY357/p73通路诱导Bax、Puma等基因的表达,引起胚胎细胞的凋亡。本研究显示,BPA引发胚胎细胞的DNA损伤,通过激活c-Abl/YAPY357/p73信号通路,上调靶基因Bax、Puma的转录表达,进而影响线粒体中bax/bcl-2的比例最终诱导胚胎细胞的凋亡。凋亡引起胚胎发育过程中脊索及其两侧肌肉组织的损伤,最终导致胚胎前后体轴的弯曲,引起胚胎的畸形。