本研究拟以小鼠及人胚胎干细胞为研究对象,分三个阶段观察双酚A对胚胎干细胞定向分化的毒性作用,同时探索其可能的表观遗传学机制。第一阶段,应用胚胎干细胞实验(EST)检测双酚A对胚胎干细胞的毒性;第二阶段,通过形态学观察以及特异性标志检测观察双酚A对胚胎干细胞定向分化为乳腺上皮细胞过程的影响;第三阶段主要通过检测恶性转化指标,观察在双酚A作用下分化成熟的乳腺上皮细胞对致癌物DMBA的敏感性。同时,应用miRNA表达芯片和基因启动子区DNA甲基化芯片筛选对双酚A敏感的目的基因,经生物信息学分析并验证后,应用染色质免疫沉淀的方法观察组蛋白修饰对目的基因表达的影响。最终,从microRNA、启动子区甲基化、组蛋白修饰对基因表达的影响,结合分子通路解释双酚A可能的作用机制,为阐明双酚A在乳腺发生、乳腺癌形成过程中的作用及其机制提供科学依据。
Bisphenol A;Embryonic Stem Cell;Mammary Epithelial Cell;DNA Methylation;Signal Pathway
双酚A(BPA)是一类应用十分广泛的化合物,也是一种典型的环境内分泌干扰物,人群普遍长期低剂量接触,关于其对机体健康的影响,尤其是对乳腺癌发生的影响尚存在一定争议。本研究通过三个阶段实验,观察环境相关剂量BPA对乳腺上皮细胞不同分化阶段的影响,为阐明长期暴露BPA对乳腺癌发生风险的影响提供依据。结果发现1)BPA具有弱的胚胎毒性,可以影响拟胚体中胚层标志性基因的表达;2)BPA对乳腺上皮细胞早期分化无显著影响,但可以干扰多能性标志基因以及乳腺上皮细胞特征性基因的表达;3)低剂量BPA本身不会引起乳腺上皮细胞DNA损伤,但其可以显著增强致癌物苯并[a]芘(BaP)引起的DNA损伤效应;4)高通量表达芯片筛选结合经典分子生物学手段验证,发现BPA在胚胎干细胞早期分化阶段可以使Hedgehog、Notch、Wnt信号通路活性降低,而在成熟的乳腺上皮细胞,其可以使以上三条信号通路关键蛋白表达水平增高。综上所述,环境相关剂量的BPA作用于不同阶段的细胞可以产生不同、甚至截然相反的生物学效应,最终导致乳腺上皮细胞恶性转化风险增加。