蠕虫研究表明常见化学物质如何破坏生殖生物学

哈佛医学院和纽约州卫生署的研究人员发现，与人类生殖异常有关的普通增塑剂如何在分子水平上对其造成损害。

多年以来，科学家一直将暴露于DEHP(邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯)(一种被添加到许多塑料中以使其具有柔韧性的化学物质)与增加健康风险的风险联系在一起，其中包括生殖异常，如先天缺陷和男性不育。

美国各联邦和州机构通过法律限制了儿童玩具，食品包装，饮用水和其他物品中DEHP和其他邻苯二甲酸盐的含量，尽管在医疗器械，雨具和洗发水等日常产品中仍然存在DEHP，但美国联邦和州机构对此作出了回应。

同时，目前尚不清楚DEHP对人体的确切作用以及可以认为多少暴露是安全的。

为了帮助回答这些问题，哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所的遗传学教授莫妮卡·科莱亚科沃(MonicaColaiácovo)和同事们转向了秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)，这种蠕虫是研究人类遗传学和生物学的常见模式生物。

该发现于1月9日在《公共科学图书馆·遗传学》(PLoS Genetics)上发表，表明DEHP以多种方式破坏了减数分裂(导致卵子和精子的细胞分裂类型)，从而导致卵子形成和早期胚胎发育的缺陷。

该论文的资深作者科莱亚科沃说：“这些都是全新的发现，希望能揭示出邻苯二甲酸盐如何影响人类生殖健康。”

这些见解可能对怀孕或育龄的人，DEHP和其他邻苯二甲酸盐的调节以及旨在替代邻苯二甲酸盐的“绿色化学品”的持续开发有影响。

双重麻烦

Colaiácovo的实验室以前采用了一种策略，即线虫卵如果发育出异常数量的染色体，就会发出绿色光。在人类中，此类异常会导致超过35%的流产和4%的死产以及不孕和唐氏综合症等疾病。

在2019年，Colaiácovo使用蠕虫快速筛查了数十种常见化学物质，以寻找改变蠕虫卵染色体的化学物质，因此最有可能在人类中引起类似异常。

DEHP与其他几种邻苯二甲酸酯一起出现在名单上。

在新的研究中，研究小组发现DEHP通过两种方式造成麻烦。

首先，由于蠕虫的“亲代”遗传物质在其卵中重组，DEHP导致过多的双链DNA断裂。这种化学物质似乎是通过改变染色体长度和放松染色质通常紧密缠绕的结构，使更多的DNA遭受潜在断裂而实现的。

然后，DEHP通过干扰应该在减数分裂过程中关闭过多断裂的系统，使问题更加复杂。

结果：研究小组发现，减数分裂过程中的断裂不能得到适当的修复，染色体的形态异常，卵子的染色体数目错误，而胚胎的存活率却较低。

问题一直持续到减数分裂和蠕虫胚胎的第一轮有丝分裂细胞分裂。研究人员没有研究超出这一发展阶段的变化。