南通大学环境与健康团队Free Radical Bio Med：果蝇孕期暴露模型揭示锑通过破坏氧化应激稳态平稳诱导生长发育受限

近日，南通大学公共卫生学院环境与健康研究团队（南通市环境毒理学重点实验室）联合南通大学医学院生殖医学研究院和南通大学附属医院的研究团队在 Free Radical Biology and Medicine （中科院大类一区）上发表了题为 “A Drosophila model of gestational antimony exposure uncovers growth and developmental disorders caused by disrupting oxidative stress homeostasis” 的学术论文，利用果蝇构建锑孕期暴露模型， 探讨 锑孕期暴露通过破坏氧化应激的稳态平衡介导 生长发育受限的调控机制。我们的研究表明，过量的抗氧化和促氧化作用均不利于果蝇幼虫的发育和生长。锑孕期暴露会增加 ROS 产生和抗氧化状态的改变，诱导各种形式的氧化损伤。而这种氧化应激稳态平衡的紊乱可通过 NAC/GSH 螯合作用和抗氧化作用来纠正。该研究可以为锑孕期暴露介导的氧化损伤提供有效的干预靶点和策略 。

引言

长期以来，锑被用于医药、美容以及半导体、电池、阻燃剂的生产过程。随着锑相关产品的广泛生产和普遍存在，人们越来越担心锑暴露对人类健康的潜在危害。锑在职业暴露后可导致尘肺病，临床使用时可产生心脏毒性。我们团队在前期研究中也发现，小鼠锑暴露可以产生神经毒性（ Sci Total Environ, 2021 ），果蝇锑暴露可以诱导生殖毒性（ Cell Death Discov, 2023 ）。最近，有研究团队在孕妇尿液中检测到锑的存在，发现它与宫内发育环境不良有关。虽然知道子宫内锑暴露会对胎儿生长产生不利的影响，但锑孕期暴露的调控机制尚不清楚。在本研究中，我们使用了锑孕期暴露的果蝇模型来研究其对生长发育的影响。我们使用 RNA-Seq 揭示锑孕期暴露介导的转录调控网络特征。重要的是，我们利用体内和体外的实验方法揭示了锑孕期暴露在氧化应激稳态中的关键作用。

图文导读

锑孕期暴露诱导果蝇幼虫发育阻滞

本研究发现，锑孕期暴露存在剂量依赖性的细胞毒性，可以导致果蝇幼虫的体重、长度和数量显著性降低。此外，高剂量锑孕期暴露显著地减少了蛹和成虫的数量 。

锑孕期暴露介导的转录调控网络特征

为了阐明锑孕期暴露介导细胞毒性的潜在机制，我们对高剂量锑暴露组和对照组的 3 龄幼虫进行了 RNA-Seq ，鉴定到 1178 个差异基因，其中 484 个上调， 694 个下调。富集分析表明，锑孕期暴露介导了氧化还原酶活性，并发现 AOX1 、 Trxr-1 、 Cyp12c1 、 Cyp309a1 等相关基因显著性上调 。

锑暴露诱导 S2 细胞死亡

TUNEL 染色显示，锑暴露以剂量依赖的方式导致细胞死亡增加。 CCK-8 检测发现，锑暴露具有显著的细胞毒性，可以抑制细胞的生长过程。此外，锑暴露还增加了谷胱甘肽代谢相关基因和氧化还原酶活性相关基因的表达，表明锑暴露导致了氧化和抗氧化系统之间的失衡，最终介导细胞死亡 。

NAC 挽救锑孕期暴露介导的发育毒性

NAC 具有较强的抗氧化特性，可以保护机体免受过氧化物的应激损伤。为了验证氧化应激在锑孕期暴露介导发育毒性中的作用，我们利用不同剂量 NAC 对锑孕期暴露进行挽救实验。令人惊讶的是，我们发现 NAC 处理后可以部分挽救锑孕期暴露介导的生长发育受限表型。