液晶单体通过胎盘转运诱导胎盘发育和黄体酮释放失调

液晶单体是新兴的污染物；然而，它们是否能穿过胎盘并影响胎盘发育仍未研究。在这里，作者发现SLC16A10介导的lcm经胎盘运输抑制胎盘发育和孕酮释放。

　　

液晶单体对胎盘发育和孕酮释放的影响研究解读

南开大学环境科学与工程学院污染过程与环境标准教育部重点实验室的研究人员，联合中山大学、重庆医科大学附属妇女儿童医院等机构的科研人员，在《Nature Communications》期刊上发表了题为 “Liquid crystal monomers induce placental development and progesterone release dysregulation through transplacental transportation” 的论文。该研究首次整合体内外模型，评估了孕期接触液晶单体（LCMs）的情况、其经胎盘转运过程及毒性效应，为探究新兴污染物对母婴健康的影响提供了关键依据，对制定电子产品使用相关政策具有重要指导意义。

一、研究背景

在现代社会，化学物质广泛应用，胎儿在孕期可能通过胎盘接触到多种环境污染物，这引发了人们对孕期接触污染物潜在健康风险的关注。液晶单体（LCMs）作为新兴污染物，常见于室内环境，广泛用于智能手机、电脑和电视等设备的液晶显示器（LCD）中。因其与 LCD 设备基础材料间缺乏共价键，在生产、使用和拆解过程中易释放到环境里，已在多种环境基质及人体血清中被检测到，具有持久性、生物累积性和毒性。然而，目前关于孕期接触 LCMs 的研究十分匮乏，其能否穿过胎盘并影响胎盘发育尚不清楚。

二、研究材料与方法

1. 样本采集：收集 93 对来自广东清远（电子垃圾拆解区）健康孕妇的母血和脐血血清样本，同时收集南开大学附属妇产医院的人胎盘样本，用于相关检测和分析。此外，选用妊娠 18.5 天的 Sprague-Dawley 大鼠构建子宫灌注模型，以探究 LCMs 的胎盘转运机制。
2. 化学分析：采用固相萃取和液液萃取等方法对血清、胎盘和胎儿样本进行处理，运用配备大气压气相色谱源的串联四极杆质谱仪（APGC-TQS-MS/MS）测定样本中 LCMs 的含量，并通过添加同位素标记内标评估回收率，以确保检测的准确性。
3. 多技术联用分析：运用蛋白质组学分析筛选参与 LCMs 胎盘转运的蛋白；采用等温滴定量热法（ITC）测定蛋白与 LCMs 的结合亲和力；利用免疫组化（IHC）确定蛋白在胎盘中的定位；通过实时逆转录聚合酶链反应（RT-qPCR）检测基因表达水平；借助分子对接分析预测蛋白与 LCMs 的结合模式。同时，培养 BeWo 细胞模拟胎盘细胞，进行细胞活力检测、RNA 测序、Western blotting、免疫荧光等实验，评估 LCMs 对胎盘细胞的毒性作用。

三、研究技术路线

研究构建了整合人体生物监测、孕鼠子宫灌注和胎盘细胞的评估体系。先检测孕妇和胎儿生物样本中 LCMs 的存在情况，接着利用孕鼠子宫灌注模型探究其胎盘转运模式与机制，最后通过对胎盘细胞的研究评估 LCMs 的细胞毒性，从整体上全面探究 LCMs 在孕期暴露中的作用机制和影响。

四、研究结果

1. 孕期接触 LCMs 的直接证据：在 93 对母婴血清样本中，检测出 56 种 LCMs 中的 14 种。母体血清中 LCMs 总浓度范围为 4.03 - 231 ng/mL（中位数 13.9 ng/mL），脐血血清中为 3.91 - 175 ng/mL（中位数 18.1 ng/mL），其中 BDFPrCB 在母婴血清中浓度最高。相关性分析表明，母婴血清中 LCMs 水平存在显著相关性，主成分分析显示两者 LCMs 谱相似，证明孕期存在经胎盘转运的 LCMs 暴露。
2. LCMs 在大鼠子宫灌注模型中的胎盘转运：构建大鼠子宫灌注模型，向灌注液中添加不同剂量（10、1000、5000 ng/mL）的 21 种 LCMs 混合物。结果发现，LCMs 可在大鼠胎盘和胎儿中检测到，且多数在胎盘组织积累，呈现浓度依赖性转运。同时，研究发现脂质溶解度影响中高剂量 LCMs 的胎盘转运，亲脂性越强，在高剂量时于胎盘积累的可能性越低。
3. 芳香族氨基酸转运蛋白 1（SLC16A10）参与 LCMs 的主动转运：基于蛋白质组学分析，研究发现 PBIPHCN 处理后，大鼠胎盘转运相关蛋白表达发生显著变化。进一步研究确定 SLC16A10、Slc38a7 和 Snca 为潜在转运蛋白，其中 SLC16A10 与 PBIPHCN 结合亲和力较强。免疫组化显示 SLC16A10 定位于大鼠和人胎盘滋养层细胞的顶膜，干扰 SLC16A10 表达可显著降低细胞对 PBIPHCN 的摄取，表明 SLC16A10 参与 PBIPHCN 的胎盘转运。
4. 大鼠胎盘的胎盘发育途径富集：对大鼠胎盘进行 GO 和 KEGG 分析，发现 LCMs 暴露显著富集了与胎盘血管发育、形态发生和发育相关的通路，同时下调了与类固醇激素相关的通路，尤其是孕酮介导的卵母细胞成熟通路，表明 LCMs 可能干扰胎盘发育和激素释放。
5. PBIPHCN 的细胞毒性作用：CellTiter-Lumi Plus 发光法检测显示，PBIPHCN 对非合胞体化和合胞体化的 BeWo 细胞均具有细胞毒性，且对合胞体化细胞毒性更强。RNA 测序分析表明，PBIPHCN 处理后，BeWo 细胞基因表达谱发生显著变化，影响了与胎盘发育和孕酮释放相关的基因。此外，PBIPHCN 抑制 BeWo 细胞合胞体化，降低 hCGB 和 OVOL1 表达，减少细胞核数量和核合胞体化程度，破坏细胞膜，降低孕酮释放。
6. LCMs 混合物的细胞毒性作用：将检测到的 LCMs 分为非氟化 LCMs（NF-LCMs）和氟化 LCMs（F-LCMs）进行研究。结果显示，NF-LCMs 混合物的细胞毒性更强，两者均干扰 BeWo 细胞基因表达，影响胎盘发育和激素释放相关通路，且 LCMs 混合物同样影响孕酮释放。

五、研究结论与讨论

本研究首次整合体内外模型，全面评估了孕期 LCMs 暴露、胎盘转运及毒性效应。研究证实孕期存在 LCMs 暴露，其经胎盘转运存在浓度依赖性，SLC16A10 等蛋白参与转运过程，且 LCMs 抑制胎盘发育和孕酮释放。

该研究具有多方面重要意义。从学术价值看，它填补了孕期 LCMs 暴露研究的空白，揭示了其胎盘转运机制和毒性效应，为后续研究孕期污染物暴露提供了范例。从实际应用角度出发，电子产品在生活中不可或缺，LCMs 作为其生产原料广泛存在，但此前对其健康风险了解不足。本研究为制定孕期电子产品使用建议和相关政策提供了科学依据，有助于降低孕妇和胎儿暴露风险，保障母婴健康。同时，研究也指出了未来研究方向，如采用高通量方法筛选更多 LCMs，探究其代谢过程，明确孕期暴露对后代健康的影响等，为进一步研究环境污染物与母婴健康关系奠定了基础。