撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
不孕症和精液质量差是重大的公共卫生问题，因为越来越多的证据表明这些情况与环境因素有关。 在众多环境因素中， 直径小于2.5微米的颗粒物（PM2.5）因其对人体健康的潜在不良影响近年来备受关注。 流 行病学和动物研究均表明PM2.5暴露与精子质量下降和精子形态异常有关。
亲代暴露于DEHP（常见于塑料制品）、DDT（杀虫剂成分）和乙烯菌核利 （杀菌剂成分） 等环境因素可对后代表型产生可跨代持续存在的表观遗传效应，这引发了人们探索表观遗传效应对生育力的影响的兴趣 。 然而，父亲暴露于PM2.5对子代的影响尚不明确，需要进一步研究 。
近日，南京医科大学胡志斌教授、沈洪兵院士、霍然教授及陆军军医大学曹佳教授等在Cell Discovery期刊发表了题为：Inter- and trans-generational impacts of real-world PM2.5 exposure on male-specific primary hypogonadism 的研究论文 。
该研究表明，雄性小鼠暴露于真实世界的PM2.5会导致雄性后代的跨代原发性性腺功能减退症，并鉴定了小RNA（miRNA和piRNA） 在介导这些跨代效应中发关键作用 。该研究有助于促进我们更好地了解和解决环境污染物对男性生育力造成的日益严重的威胁。
暴露于环境毒素和应激源与跨代遗传相关，其中小RNA分子（包括miRNA和piRNA）以及DNA甲基化的变化被认为发挥了作用，然而，它们的具体贡献仍有待研究 。此外，这些小RNA通过与DNA甲基化和其他表观遗传因素相互作用而编码的确切机制仍在探索中 。
在这项研究中，研究团队探讨真实世界中父亲暴露于PM2.5对子代生殖健康的跨代效应。为了模拟真实世界环境和 全天候PM2.5暴露系统，研究团队于 2019年冬季到2020年，在石家庄进行了为期60天的小鼠PM2.5暴露研究 。雄性C57BL/6J小鼠分别被安置在过滤空气控制室（FA组）和PM2.5暴露室（PM组）， 分别暴露60天后收集成熟精子，并使用 胞浆内单精子注射（ICSI）与正常卵母细胞产生子代，分别说FA-F1和PM-F1。
PM2.5暴露可导致雄性子代原发性性腺功能减退的跨代效应。该研究 还发现，小RNA（尤其是piRNA）在介导这一效应中起着至关重要的作用，揭示了小RNA和DNA甲基化之间复杂的相互作用 。
具体来说，该研究观察到 真实世界中父亲暴露于PM2.5可导致跨代原发性性腺功能减退症，并具有性别选择性，并通过外部模型证实了这一表型。 在机制上，该研究发现了在介导这些跨代效应中发挥关键作用的小RNA（sRNA） 。暴露于PM2.5的父亲的精子中 miR6240和piR016061分别通过靶向Lhcgr和Nsd1来调节代际遗传。该研究 还发现，piR033435和piR006695通过结合Tet1 mRNA的3'-UTR区来间接调节子代的精子的甲基化 。Tet1的低表达导致包括Lhcgr和Gnas在内的多个雄性激素睾酮合成基因的高甲基化，从而损害Leydig细胞（睾丸间质细胞）功能，最终导致跨代原发性性腺功能减退。
该研究揭示了父亲PM2.5暴露对生殖健康的跨代影响机制，并强调了小RNA（sRNA）在这些影响中发挥的关键作用。这项 研究结果强调了父亲在备孕前减轻环境污染物对生殖健康的不利影响的重要性。 这些发 现为了解环境污染物对生殖健康的跨代影响机制提供了重要见解，这对公共卫生和环境政策的制定具有重要意义。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41421-024-00657-0