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Adv Sci | 张慧东/郭庚/赵德鹏:锌暴露通过上调GATA1/METTL1/SLC7A11轴导致双硫死亡进而引发流产 |
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近日,张慧东教授团队和郭庚教授团队以及赵德鹏教授团队合作,在国际综合性期刊Advanced Science(中国科学院一区Top期刊,影响因子14.1)发表了题为:“Zinc Exposure Causes Disulfidptosis to Induce Miscarriage by Up – RegulatingGATA1/METTL1/SLC7A11 Axis”的原创性实验研究成果。这项研究不仅揭示了锌暴露是引发不明病因流产的新环境风险因素,还揭示了锌暴露通过SLC7A11通路导致双硫死亡进而引发不明原因流产的全新生物学机制,并且还鉴定了治疗流产的新靶点。

锌(Zn)污染广泛存在于多种环境中,其主要来源包括化妆品、锌矿开采、冶金作业、电镀工业、有色金属加工业以及公路污染排放。尽管锌是人体必需的微量元素,参与多种细胞过程,但孕妇可能通过食物、饮用水和空气吸入接触并积累过量的锌。流行病学研究表明,孕早期锌暴露及其尿液中较高的锌含量与早产等不良妊娠结局的风险增加相关。然而,锌暴露的健康问题,尤其是锌暴露是否会引发流产,以及如何影响流产,迫切需要探索。
在本研究中,基于两个不明病因流产的病例对照人群、四种ZnCl2暴露的小鼠模型以及ZnCl2暴露的滋养层Swan 71细胞模型,我们得出了一致的结论:过量的锌暴露通过上调GATA1/METTL1/SLC7A11信号轴引起双硫死亡,进而引发流产。在机制上,锌暴露上调GATA1表达水平,进而促进由GATA1介导的METTL1和SLC7A11的转录。同时,锌暴露还促进METTL1介导的SLC7A11 mRNA上的m7G修饰,从而增强SLC7A11 mRNA的稳定性。最终,锌暴露在转录和转录后两个水平上调SLC7A11的表达,从而引起双硫死亡。在小鼠中敲低Slc7a11、Gata1或Mettl1基因,或补充NADPH,可以抑制小鼠胎盘双硫死亡并减轻锌暴露引发的小鼠流产。本研究不仅揭示了锌暴露致不明原因流产的发病机制与生物学机理,还提供了潜在的治疗靶点,在环境与健康领域揭示了锌暴露的新的健康风险效应。

本研究首次将锌暴露、双硫死亡与流产相关联。我们发现锌暴露促进了滋养层细胞的双硫死亡,这与流产密切相关。此外,我们还发现锌可以通过GATA1上调SLC7A11通路促进双硫死亡。值得注意的是,控制锌等金属元素的暴露,尤其是在妊娠早期,可能成为降低不明病因流产率的一项重要措施。并且,SLC7A11可能成为未来个体化治疗策略中的一个重要靶点,为临床提供精准的干预措施。
中山大学附属第八医院的黄文欣、孙义、王燕新和严海俊为本研究的共同第一作者,中大八院张慧东教授,山西医科大学附属第一医院郭庚和深圳妇幼保健院赵德鹏为本研究的通讯作者。第一单位为中山大学附属第八医院。
本研究得到了中国自然科学基金、深圳医学研究基金、广东省基础与应用基础研究基金、深圳科技计划项目、福田医疗研究项目等多个项目的资助。
文章链接:https://doi.org/10.1002/advs.202514513
通讯作者介绍
张慧东,中山大学研究员,博士生导师,附属第八医院医学研究中心副主任。曾入选/获得国家级高层次人才项目(2014)、自然科学基金委优秀青年科学基金(2015)、辽宁省科技奖励一等奖(2015)、四川省学术技术带头人(2020)等。围绕“环境和女性生殖健康”主题,长期探索环境因素引发不明病因流产的新途径和新机制,并探索相应的干预措施,在面上、优青、科技部重点专项、省重点、市重点等26项基金的资助下,近3年(2023-2026),在Nat Commun (2026), Adv Sci (2026a, 2026b, 2025a, 2025b, 2024), Autophagy (2025, 2024), Redox Biology (2024 ESI高被引top 1%), ACS Nano (2024, 连续三年ESI高被引top 1%), eBioMedicine (2026a, 2026b, 2025, 同期述评), Environ Health Persp (2023, 被EHP选为Science Selection), Part Fibre Toxicol (2024, 连续两年ESI高被引top 1%), Environ Int (2026a, 2024a受邀专刊, 2024b, 2023), J Hazard Mater (2025, 2024a, 2024b, 2023), Cell Res (2024)等国内外杂志上发表论文32篇(独立通讯17+末位通讯14+参与作者1),并受邀出版英文专著1部。累计发表117篇论文。
团队招收硕士、博士研究生(含直博、连读、联培),并提供教授前(博后)和博士前(科研助理)培训岗位,联系邮箱:zhanghd29@mail.sysu.edu.cn
郭庚,医学博士,山西医科大学第一医院副院长,主任医师,教授,博士生导师,急诊医学中心主任兼脑血管病中心主任。山西医科大学脑血管病研究中心主任。山西省学术技术带头人,“三晋英才”医疗卫生领军人才,山西省首届青年医师奖获得者,山西省高等学校优秀青年学术带头人。兼任9种学术期刊编委及审稿专家。主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金等11项。近年来在Nat Commun (2026), Adv Sci (2026), Environ Int (2026, 2024), Cell Death Dis, Biol Direct等发表高水平学术论文40余篇。第一完成人获山西省科技进步二等奖、三等奖各1项。
赵德鹏,深圳市妇幼保健院生殖医学中心副主任医师、南方科技大学临床副教授,硕士研究生导师。长期从事辅助生殖、妇科内分泌、不孕症、促排卵、多囊卵巢综合征、复发性流产和遗传性疾病的临床和科研工作,在Nat Commun (2026), Adv Sci(2026a, 2026b), eBioMedicine (2026), Environ Int (2024), Front Med等国际知名刊物上发表SCI论文40余篇。主持和参与国家自然科学基金4项,深圳市科技创新委员会基础研究重点项目1项,深圳市科技创新委员会面上项目2项,作为项目骨干参与国家科技重大研发计划1项。获得上海市“浦江人才计划A类”资助,国际胎儿医学会青年研究者奖,深圳市高层次人才资助,深圳市优秀医师称号。目前担任中国医师协会医学遗传医师分会第三届委员会生殖遗传学组委员、BMC Pregnancy and Childbirth、BMC Womens Health、Clinical and Experimental Obstetrics & Gynecology编委等学术任职。
第一作者介绍
黄文欣,博士,中山大学附属第八医院张慧东教授团队博士后,从事环境和女性生殖健康领域的研究,参与国自然、深圳市面上和福田区等多个基金项目,以第一(含并列)作者在Nat Commun (2026)、Adv Sci (2026a、2026b)、eBioMedicine (2026、2025,同期述评)、Environ Health Persp (2023,被EHP选为Science Selection)等国际知名期刊上发表论文8篇。
孙义,博士,中山大学附属第八医院张慧东教授团队助理研究员,从事环境和女性生殖健康领域的研究,主持省、市级项目3项,近三年(2023至今),以第一(含并列)作者在Nat Commun (2026)、eBioMedicine (2026)、Autophagy (2025)、Adv Sci (2026a、2026b、2025)、Environ Int (2026)、J Hazard Mater (2025)、The Innovation Medicine (2025)等国际知名期刊上发表论文13篇,担任Eco-Environment & Health青年编委(1区,IF:17.6)。
期刊介绍:

Advanced Science 是 Wiley旗舰期刊 Advanced 系列中的一种完全开放获取的跨学科科学期刊,发表材料科学、物理、化学、医学、生命科学、环境科学、工程和社会科学等领域的前沿基础和应用研究。我们的使命是通过开放获取出版,使前沿创新的科学研究具有更广泛的可访问性。Wiley 的 Advanced 系列是全球公认的高影响力期刊系列,传播来自资深和青年研究人员的科学成果,帮助他们实现使命并扩大科学发现的影响力。
Advanced Science 2025年影响因子为14.1,五年平均影响因子为15.6,期刊引文指标1.74,CiteScore 为 18.1。在 2025年中国科学院院文献情报中心期刊分区表中,Advanced Science 入选综合类期刊一区TOP。
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