孕期PM2.5暴露如何影响胎儿心脏发育？多组学机制解析

流行病学证据表明，孕期暴露于环境细颗粒物（PM2.5）可能增加先天性心脏病的风险；然而，其潜在机制尚不清楚。本研究旨在探讨孕期PM2.5暴露对子代心脏发育的影响，并阐明其潜在机制。研究发现，孕期暴露于PM2.5显著减少了胎仔数、出生体重和子代心脏质量。进一步分析显示，子代心脏中出现炎症浸润、脂质过氧化及ATP水平下降，表明能量代谢受损。转录组学和蛋白质组学分析显示，差异表达基因和蛋白质主要富集在与线粒体功能、心脏发育和ATP代谢相关的通路中。代谢组学分析显示，α-酮戊二酸显著下调，关键代谢物富集在天冬氨酸和谷氨酸代谢、三羧酸（TCA）循环和铁死亡通路中。整合多组学分析进一步揭示，孕期PM2.5暴露扰乱了子代心脏中的多个代谢通路，包括TCA循环、糖酵解/糖异生和丙酸代谢。基因-代谢物共表达网络分析确定了几个关键的线粒体调节因子——Sirt3、Lonp1、Tfam、Mfn2和Sirt5——作为应对PM2.5暴露时代谢重编程的核心中介，通过调节12种代谢物实现。此外，多重免疫组化和RT-qPCR分析的结果与多组学结果一致。总之，本研究提示，孕期暴露于PM2.5可导致子代能量代谢功能障碍和心脏发育异常。