Adv Sci：郑州大学杨庆岭/孙莹璞团队研究表明产前二氧化硅纳米颗粒暴露降低了雌性后代的生育能力而不影响雄性

二氧化硅纳米颗粒（SiO₂ NPs）因其尺寸可控和生物相容性好而在生物医学领域得到了广泛的应用。而先前的研究表明，产前暴露在SiO₂ NPs可以穿过胎盘屏障并诱导后代神经毒性。然而，它们的生殖毒性尚不清楚。

2024年11月22日，郑州大学杨庆岭，孙莹璞共同通讯在Advanced Science 在线发表题为“Prenatal Silicon Dioxide Nanoparticles Exposure Reduces Female Offspring Fertility Without Affecting Males”的研究论文。该研究发现证明了产前二氧化硅NPs暴露引起的性别特异性生殖毒性，并强调了在产前背景下考虑纳米颗粒安全性的重要性。

研究发现，产前二氧化硅NPs暴露导致雌性后代生育能力低下，表现为排卵潜能、卵巢储备和产仔量下降。相比之下，雄性后代保持了正常的精子产量和生育能力。机制分析显示，产前二氧化硅NPs暴露破坏了减数分裂重组，增加了卵母细胞凋亡，导致雌性出生后原始卵泡形成减少。相反，雄性后代出生后发生的减数分裂重组不受影响。值得注意的是，羧酸盐（COOH）功能化SiO₂纳米颗粒（SiO₂-COOH NPs）处理对雌性后代的生育能力影响很小。需要进一步的研究，包括临床研究，来证实这些在人类中的发现。

近年来，纳米材料已成为一种重要的材料，广泛应用于填料、安抚剂、药物载体、催化剂、半导体、化妆品、微电子、航空航天和计算工业等各个领域。特别是，纳米技术的迅速发展刺激了用于治疗各种疾病（包括癌症）的纳米医学的出现。自1995年美国食品和药物管理局批准第一种纳米药物递送系统（Doxil）以来，纳米颗粒在生物医学领域的应用呈指数级增长，同时由于其广泛的暴露途径，对其潜在毒性的担忧也有所增加。

研究表明，纳米颗粒可以跨越生物屏障，对包括脑、肝和肾在内的重要器官产生毒性作用。近年来，纳米颗粒的生殖毒性引起了人们的关注。研究表明，纳米粒子可以穿过保护性生殖组织屏障，如胎盘屏障、上皮屏障和血睾丸屏障，随后在生殖器官中积累。怀孕初期被认为是胎儿主要器官发育的敏感时期。一些研究发现，纳米颗粒可以穿过怀孕动物的胎盘屏障，导致后代神经系统受损。纳米粒子可以通过各种途径进入人体，包括吸入、摄入和皮肤接触，这在职业和消费者环境中尤为重要。例如，在制造或使用纳米颗粒的行业工作的工人可能会吸入接触，研究表明，职业环境中的纳米颗粒浓度可达到构成健康风险的水平。此外，孕妇可能通过化妆品和食品添加剂等消费品接触到纳米粒子，这些消费品通常含有这些纳米粒子的成分。纳米颗粒穿透生物屏障（包括胎盘屏障）的能力引起了人们对其对胎儿发育和生殖健康的潜在影响的关注。然而，产前接触纳米材料对后代生殖健康的影响尚不清楚。

产前接触二氧化硅NPs会降低雌性后代的生育能力，但不会降低雄性后代的生育能力（图源自Advanced Science ）

二氧化硅纳米颗粒（SiO₂ NPs）因其粒径可控、生物相容性好、表面特性易修饰等优点，在药物输送系统中得到了广泛应用，成为全球产量第二高的纳米材料。然而，其系统性用药的安全性评估仍然是一个值得关注的问题。最近的研究表明，怀孕动物暴露于SiO₂ NPs会导致胚胎吸收和胎儿生长受限。在此，研究了孕鼠产前暴露在SiO₂ NPs对雌性和雄性后代的生育能力的影响。研究结果显示，在怀孕早期暴露于SiO₂ NPs的小鼠所生的后代，雌性小鼠的生育能力和卵巢储备功能下降，而雄性小鼠的生育能力和激素水平保持不变。研究观察到雌性后代在胚胎阶段减数分裂重组中断，导致大量DNA双链断裂（DSBs）未修复，从而促进细胞凋亡和减少卵巢原始卵泡的形成。重要的是，用羧基修饰SiO₂ NPs （SiO₂- COOH NPs）对雌性后代的生育能力影响很小。这些结果从小鼠模型中提供了有价值的见解，进一步的研究，包括临床研究，将有助于在人类中证实这些发现。

参考消息：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202410353