Сочетание бисфенола А и ретиноевой кислоты может нарушить развитие мозга у плода, изменяя экспрессию генов
#экология #нейробиология #генетика
Бисфенол А — это распространённое химическое вещество, используемое в производстве синтетических пластиков.
Результаты работы подчёркивают потенциальную опасность одновременного воздействия бисфенола А и ретиноевой кислоты для развивающегося плода человека.
Учёные продемонстрировали, что совместное воздействие бисфенола А и ретиноевой кислоты (РК) усиливает эффект передачи сигналов РК на ранних стадиях развития.
Синтетические химикаты и пластик приносят пользу и незаменимы в нашей жизни. С другой стороны, мир борется с проблемой пластикового загрязнения: пластик засоряет океаны, угрожает дикой природе и проникает в экосистемы. Несмотря на то, что появляются экологичные альтернативы, исследователи пытаются выявить различные последствия присутствия синтетического пластика в экосистеме.
Бисфенол А (BPA) — это распространённое химическое вещество, используемое в производстве синтетических пластиков. Известно, что оно действует как эндокринный разрушитель. Попадая в организм человека, оно взаимодействует с различными рецепторами стероидных гормонов, включая рецепторы эстрогена, андрогена и рецепторы щитовидной железы, вызывая различные нарушения в работе репродуктивной, иммунной и нейроэндокринной систем.
Однако механизмы его действия до конца не изучены. Хотя бисфенол А часто попадает в водоёмы, в источниках воды также обнаруживается ретиноевая кислота (РК) — производное ретинола [витамин А], cодержащегося в пище и необходимого для роста новых клеток в органах.
Сигналы ретиноевой регулируют ключевые гены, отвечающие за развитие, и необходимы для развития органов, в том числе головного мозга
Чтобы исследовать возможную причинную связь между BPA и широким спектром заболеваний, группа исследователей под руководством профессора Тацуюки Такады из Колледжа фармацевтических наук Университета Рицумейкан (Япония), вместе с доктором Акирой Хирасава из Университета Киото (Япония), сосредоточились на передаче сигналов ретиноевой кислоты, которые играет фундаментальную роль на ранних этапах развития, и изучили, как совместное воздействие этих двух веществ влияет на ранний этап развитие нервной системы. Их выводы были опубликованы онлайн в журнале Environmental Health Perspectives.
Японские учёные воздействовали бисфенолом А и ретиноевой кислотой на индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека (ИПСК) и эмбрионы рыбок данио-рерио.
У ИПСК совместное воздействие РК и BPA приводило к более высокой экспрессии группы генов HOX по сравнению с воздействием только РК; воздействие только BPA не оказывало никакого эффекта.
Чрезвычайная стимуляция указанной группы генов, чувствительной к РК, при воздействии комбинации BPА и РК на эмбрионы данио-рерио приводила к аномалиям в развитии мозга и лица. Воздействие только BPA также не оказывало никакого эффекта.
«Когда клетки подвергались совместному воздействию бисфенола А и ретиноевой кислоты, было отмечено, что бисфенол А усиливал сигнальный путь РК в большей степени, чем при обычном воздействии (когда использовался только РК), что приводило к аномалиям в формировании важнейших органов в процессе развития», — объясняет профессор Такада.
Хотя уже известно, что BPA является химическим веществом, разрушающим эндокринную систему, его способность вмешиваться в развитие через сигнальный путь ретиноевой кислоты ранее была неизвестна. Примечательно, что BPA сам по себе не оказывал никакого эффекта, но в сочетании с РК вызывал резкий сдвиг в экспрессии генов и изменения в структуре мозга.
Более того, при воздействии на экспонированные
индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека
блокаторами рецепторов PK эффекты были снижены, что подтверждает, что BPA также действует через рецепторы PK, а не через эстрогенную активность.
После воздействия сочетания указанных веществ у эмбрионов рыбок данио-рерио наблюдались различные аномалии развития мозга, такие как ростральное смещение экспрессии hoxb1a [то есть экспрессия гена проходила не там, где должна проходить] и
дублирование ключевых нейронов (клеток Маутнера) и наблюдались черепно-лицевые деформации.
Авторы считают, что подобные аномалии развития у человека могут быть связаны с такими нарушениями как
расстройства аутистического спектра и синдром дефицита внимания и гиперактивности.
С помощью этого исследования команда учёных надеется ужесточить политику в области охраны окружающей среды.
«Наше исследование выявило причинно-следственную связь между воздействием химических веществ и нарушениями развития нервной системы… Поскольку передача сигналов через рецепторы ретиноевой кислоты играет ключевую роль в процессе развития и поддержания гомеостаза, это может объяснить плейотропный эффект химических веществ, нарушающих работу эндокринной системы. Кроме того, это подчеркивает потенциальную опасность одновременного воздействия бисфенола А и ретиноевой кислоты для плода и беременных женщин», — заключает профессор Такада.
В заключении научной статьи авторы пишут: «Наши результаты указывают на причинно-следственную связь между воздействием химических соединений и нарушениями развития нервной системы, а также демонстрируют участие экзогенных сигналов ретиноевой кислоты в эндокринных нарушениях. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, почему бисфенол А сам по себе не влияет на эндогенные сигналы ретиноевой кислоты, в то время как экзогенные сигналы ретиноевой кислоты усиливаются при совместном воздействии ретиноевой кислоты и бисфенола А.»
Ссылка на научную статью: Tomomi Nishie et al, Effects of Bisphenol A and Retinoic Acid Exposure on Neuron and Brain Formation: A Study in Human Induced Pluripotent Stem Cells and Zebrafish Embryos, Environmental Health Perspectives (2025). DOI: 10. 1289/ EHP15574
Для написания поста использованы указанная научная статья и публикация на платформе MedicalХPtess: BPA and retinoic acid together can disrupt brain development by altering gene expression
by Ritsumeikan University
