基于scRNA-seq解析母体DEHP暴露影响胎鼠雌性生殖细胞早期减数分裂进程的研究

作     者：燕子回 

作者单位：青岛农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈伟;葛伟

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：DEHP 生殖细胞 减数分裂 scRNA-seq 

摘      要：塑化剂邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(Di(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)在环境中具有广泛的分布。有研究表明,孕妇摄入的DEHP不仅会危害自身健康,还可以穿过胎盘屏障影响胎儿的发育,而胎儿生殖嵴中的生殖细胞易受外界环境改变的影响,尤其对DEHP这种类雌激素的内分泌干扰物更加敏感。为深入了解母体DEHP暴露对雌性后代生殖细胞减数分裂前期进程的影响及其毒害作用发生的分子机制,本研究选择小鼠作为研究对象,通过对怀孕母鼠灌胃低剂量DEHP或生理盐水的实验方法,对DEHP处理组和对照组的雌性胎鼠生殖嵴细胞进行了单细胞转录组测序,并对测序数据进行了比较分析和验证。通过对单细胞测序数据的分析,本研究构建出了减数分裂发生过程的生殖嵴单细胞转录组图谱,并鉴定出了主要的细胞类型,包括:生殖细胞、前体颗粒细胞、间皮细胞、间质细胞、内皮细胞、血细胞以及免疫细胞。本研究还系统描述了雌性生殖细胞的发育轨迹,发现母体DEHP暴露影响了雌性胎鼠生殖细胞的发育方向,使得一部分生殖细胞处于异常细线期。此外,数据分析和实验表明,母体DEHP暴露使得胎鼠生殖细胞中DNA修复相关基因的表达上调,而电子传递链相关基因的表达下降,这证明DEHP暴露影响了减数第一次分裂前期生殖细胞的基因组稳定性和线粒体水平。本研究还发现,母体DEHP暴露可能通过AMPK信号通路使线粒体水平降低,DEHP导致的DNA损伤募集了ATM蛋白,进而使磷酸化AMPK的水平上升,随后AMPK通过磷酸化蛋白ULK1清除受损的线粒体。综上,本研究比较分析了DEHP处理组和对照组胎鼠生殖嵴的单细胞测序数据,构建了减数分裂早期生殖嵴细胞的转录组图谱,阐述了母体DEHP暴露对胎鼠生殖细胞发育轨迹和基因表达的影响,并推测AMPK介导的通路为DEHP影响生殖细胞的途径之一。本文为DEHP对体内胎儿早期生殖细胞发育的影响提供了新的见解,并为临床应用中预防和治疗DEHP的损伤提供了理论基础和参考。