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科技之光︱解军教授团队在《Toxicology》发文:证实司他夫定通过引起DNA损伤、抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡而导致小鼠胚胎发育异常
2020-06-30 15:38:59       来源:

近日,山西医科大学基础医学院解军教授团队的最新研究成果“Stavudine exposure results in developmental abnormalities by causing DNA damage, inhibiting cell proliferation and inducing apoptosis in mouse embryos”(stavudine暴露导致DNA损伤、抑制增殖和促进凋亡,最终诱导胚胎发育异常)在Toxicology上发表(中科院JCR期刊2区,最新IF:4.099)。论文第一作者为基础医学院再生生物学博士生奥瑞芳和博士后梁宇翔,通信作者为解军教授和首都儿科研究所张霆研究员,山西医科大学为第一作者单位和通信作者单位。

小鼠体外全胚胎培养一直以来是鉴定药物、毒物毒性最便捷、最有效的平台,该平台可以直观的观察到胚胎重要器官的发生与发育的关键节点,包括神经管的闭合、心脏的发生、卵黄囊血管的形成等,为研究药物、毒物以及重金属等对胚胎的损伤提供了有力的工具,该平台可操控强的优势也为研究胚胎发生发育以及出生缺陷的机制提供了探索方向。解军课题组建立了小鼠E7.0体外连续培养5天的胚胎发育平台。

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怀孕期间的抗逆转录病毒疗法大大减少艾滋病毒母婴传播的速度,但是,受艾滋病毒感染的孕妇人数却每年都在增加,这导致暴露于接受抗逆转录病毒治疗的子宫内胎儿的人数也增加。替诺福韦是一种有效的低毒的核苷逆转录酶抑制剂,然而,由于其相对较高的成本,非洲南部的3–700万患者依然不能够得到有效的治疗。Stavudine作为一种核苷逆转录酶抑制剂,通过细胞内磷酸化和抑制HIV逆转录酶,引起DNA链终止,最终阻止HIV复制,自1994年以来已被用于治疗HIV感染。因其价格低廉,2018年再次作为抗HIV治疗的一线治疗方案应用于非洲低收入和其他中等收入国家。然而,尚不确定stavudine暴露是否会影响胚胎的生长和发育。

解军课题组,使用体外小鼠全胚胎培养平台评估了stavudine的胚胎毒性。数据表明,stavudine在胚胎神经发生早期呈剂量依赖性作用。与对照相比,stavudine的暴露减少了体节数,卵黄囊直径,冠臀长,并增加了胚胎变性的速度(图2)。在分子水平上,stavudine产生DNA损伤,增加磷酸-CHK1和裂解的caspase-3水平,并降低增殖细胞核抗原的表达水平。这些变化表明stavudine引起了协同的胚胎DNA损伤反应,抑制了细胞增殖,并诱导了细胞凋亡。这些结果共同表明,stavudine暴露会干扰胚胎发育,其在怀孕的母亲中使用应更加慎重。

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解军教授团队长期从事小鼠体外全胚胎培养、发育、出生缺陷以及干细胞等研究,相关成果发表在Cell Death & Differentiation等杂志。上述研究得到国家自然科学基金、山西省”1331工程“的资助。