4月23日，南京医科大学胡志斌、沈洪兵、霍然团队以及陆军军医大学曹佳团队在《Cell Discovery》发表了题为《真实世界PM2.5暴露引起雄性后代原发性性腺功能减退的代际和跨代效应》（Inter- and trans-generational impacts of real-world PM2.5 exposure on male-specific primary hypogonadism）的研究论文，该研究首次发现真实世界PM2.5暴露后出现雄性性别特异性的跨代生殖损害效应，主要引起雄性后代原发性性腺功能减退的跨代效应，而piRNA是介导该雄性生殖表型跨代效应的关键开关。
环境污染物对生殖健康的影响广为人知，其一旦受到毒害将可能对污染暴露的亲代产生健康危害，而生殖细胞比其它细胞对有毒物质更加敏感，危害更早更重。研究表明，PM2.5暴露可以导致亲代睾酮水平失调，引起男性精液质量下降，生殖系统功能受损。随着全球空气污染治理的加强，PM2.5浓度也在逐年下降，但父辈的暴露能否以代际或者跨代传递的模式对后代的生殖健康产生远期损害尚不明确。
为了探究PM2.5的代际及其跨代效应，胡志斌教授团队和曹佳教授团队于2019年末分别在河北省石家庄市和唐山市构建了成年雄性小鼠的真实世界PM2.5暴露模型。研究发现PM2.5暴露组雄性子代表现为精子数量下降、发生原发性性腺功能减退并产生跨代效应，这种跨代损害效应持续二代而恢复至正常。而导致原发性性腺功能减退的病因为睾丸中Leydig细胞受损、睾酮合成能力下降。此外，霍然教授团队研究发现雄性小鼠PM2.5暴露对雌性子代的生殖表型无显著影响，表现出该跨代效应的性别特异性。
进一步机制研究发现，PM2.5暴露组成熟精子中的小RNA尤其是piRNA异常升高。其中，piR016061等通过转录后调控抑制编码睾酮受体的基因Lhcgr表达进而导致F1代发生原发性性腺功能减退；而piR006695、piR033435等可通过转录后抑制编码DNA去甲基化酶的基因Tet1表达引起Lhcgr和XLas等基因的DNA甲基化升高，进而介导跨代效应。该研究提示了小RNA和DNA甲基化等表观遗传调控机制在跨代生殖损害中的作用。
本研究首次揭示了PM2.5雄性性别特异性的生殖损害跨代效应，并且阐明了PM2.5能够引起精子中piRNA升高并导致代际及跨代效应的表观遗传机制。该研究为环境污染物对生殖健康跨代影响的机制提供了重要的见解，为男性孕前保健政策的制定提供重要理论依据。
本文共同通讯作者为南京医科大学生殖医学与子代健康全国重点实验室胡志斌和沈洪兵教授、陆军军医大学毒理学研究所曹佳教授以及生殖医学与子代健康全国重点实验室霍然教授。博士生卫晓玉、张中豪和副教授顾亚云为本文共同第一作者。
