PM2.5作为空气污染的重要组成部分之一，严重威胁着我国等发展中国家的公众健康，卵巢功能障碍是导致自然生育能力下降主要原因之一。流行病学研究表明，PM2.5暴露对男性和女性生殖系统都带来不利影响。尤其是大气污染物对雌性配子发生和胚胎发育具有毒性作用。长期PM2.5暴露增加人类不孕和不良妊娠结局的风险，包括低出生体重、宫内生长迟缓、早产和新生儿死亡。近期临床和实验研究也提示大气PM2.5浓度的增加与人群生育力下降有关，PM2.5诱导的活性氧（ROS）在诱导卵巢炎症和氧化应激中起重要作用。但是，长期PM2.5暴露对女性生殖能力相关的卵巢损伤的分子作用机理尚不清楚。
中国科学院大学丁文军教授与华中科技大学同济医学院附属同济医院王世宣教授团队合作于2020年7月在Small杂志在线发表题为“Ovarian Dysfunction Induced by Chronic Whole-body PM2.5 Exposure”的论文，揭示了慢性PM2.5暴露对卵巢功能的影响及其分子机制。
该研究通过全身暴露系统将性成熟期雌性小鼠暴露于空气PM2.5或过滤的洁净空气中4个月。作者首先检测了PM2.5暴露对小鼠内分泌、卵巢储备、卵泡发育及卵巢颗粒细胞凋亡和生殖功能的影响，再应用转录组学分析了PM2.5暴露组与对照组小鼠卵巢的整体基因表达谱差异。结果表明，PM2.5暴露显著改变氧化应激、胆固醇代谢及甾体激素合成通路；PM2.5诱导的氧化应激通过NF-κB/IL6炎症通路及线粒体凋亡信号途径引起卵巢颗粒细胞凋亡-卵泡闭锁。此外，在体外人卵巢皮质培养和小鼠实验中，进一步明确了植物提取物-虎杖苷（Polydatin）具有抗氧化应激、抗炎功效，并改善PM2.5暴露诱导的卵巢损伤。
作者通过上述研究发现，长期暴露于大气PM2.5（平均30-40 μg/m3）引起卵巢功能损伤，包括生殖能力受损、内分泌紊乱和卵巢储备减少。PM2.5通过激活线粒体依赖的细胞凋亡途径和NF-κB/IL6信号通路引起卵巢储备减少、卵泡发育迟缓和卵巢颗粒细胞凋亡。然而，植物提取物虎杖苷的治疗显著降低PM2.5诱导的氧化应激和炎症反应，改善PM2.5暴露引起的卵巢功能损伤。该研究是首次全面系统地研究了慢性全身性PM2.5暴露对性成熟期小鼠卵巢功能的影响，并结合转录组学分析进一步阐明了PM2.5诱导的线粒体氧化应激经NF-κB/IL6信号通路参与其毒性效应的分子作用机制。研究结果为PM2.5的生殖毒性作用提供了理论依据和防治策略。
PM2.5诱导卵巢功能损伤的作用机制示意图：
参考文献：
[1] Zhou S, Xi Y, Chen Y, Zhang Z, Wu C, Yan W, Luo A, Wu T, Zhang J, Wu M, Dai J, Shen W, Zhang F, Ding W, Wang S. Ovarian dysfunction induced by chronic whole-body PM2.5 exposure. Small. 2020 Jul 19:e2000845. doi: 10.1002/smll.202000845. Epub ahead of print. PMID: 32686359.
[2] Landrigan PJ, Fuller R, Acosta NJR, et al. The Lancet Commission on pollution and health. Lancet. 2018; 391: 462-512.
[3] Carré J, Gatimel N, Moreau J, et al. Does air pollution play a role in infertility? a systematic review. Environ Health. 2017; 16: 82.
[4] Jurewicz J, Dziewirska E, Radwan M, et al. Air pollution from natural and anthropic sources and male fertility. Reprod Biol Endocrinol. 2018; 16: 109.
[5] Li X, Huang S, Jiao A, et al. Association between ambient fine particulate matter and preterm birth or term low birth weight: An updated systematic review and meta-analysis. Environ Pollut. 2017; 227: 596-605.
[6] Xue T, Zhu T. Increment of ambient exposure to fine particles and the reduced human fertility rate in China, 2000-2010. Sci Total Environ. 2018; 642: 497-504.
