全氟辛烷磺酸（PFOS）是一种持久性环境内分泌干扰物，广泛存在于纺织品、食品包装等日常用品中，在生物体内积累后会严重威胁哺乳动物的生殖健康。卵母细胞质量是决定生殖成功的关键因素，直接影响受精和胚胎发育结果。PFOS已被证实会对哺乳动物生殖健康造成严重威胁，但对卵母细胞质量的影响机制尚不明确。

近期，南京农业大学苗义龙团队在Environmental Science & Technology杂志上发表题为“Tryptophan Metabolism as a Key Target in PFOS-Mediated Decline of Porcine Oocyte Quality”文章。本研究揭示了PFOS通过影响色氨酸代谢，导致猪卵母细胞质量下降的作用机制，结果表明调节色氨酸代谢可成为改善PFOS对猪卵母细胞质量影响的关键靶点。拜谱生物为该研究提供了非靶向代谢组学检测分析服务。

英文标题：Tryptophan Metabolism as a Key Target in PFOS-Mediated Decline of Porcine Oocyte Quality

中文标题：色氨酸代谢是PFOS介导的猪卵母细胞质量下降的关键靶点

客户单位：南京农业大学

研究材料：猪卵母细胞

拜谱提供技术：非靶向代谢组学

技术路线：

一、研究结果

1.PFOS干扰卵母细胞代谢，色氨酸代谢通路成关键靶点

研究团队发现PFOS浓度超过200μM时，卵母细胞成熟率显著下降（图1A-B）。为了探索PFOS对卵母细胞成熟的阻碍，经非靶向代谢组学检测分析发现PFOS暴露显著破坏卵母细胞代谢平衡，尤其影响色氨酸代谢相关代谢物水平下降（图1C-G）。

图1 PFOS对成熟猪卵母细胞体外代谢稳态的影响

研究团队通过结合公共数据预测了PFOS与色氨酸的公共结合靶蛋白（图2A-B），并进行分子对接和分子动力学模拟，发现PFOS倾向于与IL4I1的磺酸基团结合形成稳定结构（图2C-K）。

图2 PFOS与IL4I1蛋白的结合稳定性

2.色氨酸补充能逆转PFOS引起的线粒体功能下降与氧化应激

为了验证PFOS通过色氨酸代谢途径阻碍卵母细胞成熟的作用，研究团队设置了不同的色氨酸浓度（100、200和500μM）干预卵母细胞成熟过程（图3A-B），发现补充色氨酸可显著改善PFOS导致的猪卵母细胞成熟障碍，其囊胚形成恢复正常，纺锤体组装异常和染色体排列紊乱显著改善（图3C-G）。

图3 补充色氨酸对PFOS暴露后卵母细胞质量的影响

3.色氨酸通过抗氧化机制提升卵母细胞质量

为了进一步研究色氨酸补充剂的潜在机制，研究团队对PFOS组和PFOS+Trp组卵母细胞进行非靶向代谢组学检测，色氨酸代谢途径和线粒体相关代谢物含量发生显著变化（图4A-O），推测色氨酸补充剂通过增强色氨酸代谢和氧化磷酸化来提高卵母细胞质量。

图4 色氨酸对PFOS暴露后成熟猪卵母细胞代谢稳态的影响

为了进一步探索PFOS对卵母细胞的破坏作用，比较了卵母细胞内DNA损伤和凋亡的程度，结果表明色氨酸干预可减少卵母细胞内的DNA损伤和细胞凋亡的发生（图5A-D）。

图5色氨酸对卵母细胞DNA损伤和凋亡的影响

二、文章小结

本研究阐明了全氟辛烷磺酸(PFOS)损害猪卵母细胞质量的分子机制。研究发现PFOS通过特异性结合色氨酸代谢关键酶IL4I1，非靶向代谢组学结果显示，PFOS显著干扰色氨酸代谢通路稳态，进而诱发线粒体功能障碍、氧化应激、DNA损伤及细胞凋亡等一系列损伤（图6）。值得注意的是，外源性补充色氨酸可有效逆转上述损伤效应，提示其作为PFOS生殖毒性的潜在防护剂具有重要应用前景。该研究不仅为环境污染物致生殖损伤的机制研究提供了新视角，也为改善卵母细胞质量及生殖健康防护策略开发奠定了理论基础。

图6 PFOS损害卵母细胞质量的分子机制

三、拜谱小结

本研究系统阐明了PFOS通过干扰色氨酸代谢通路损害猪卵母细胞质量的分子机制，并证明色氨酸补充可有效缓解这种损害，该研究为开发针对环境污染物生殖毒性的干预策略提供了新思路。拜谱生物为该研究中提供了非靶向代谢组学检测分析服务。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的蛋白组学、修饰蛋白组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务，整合多组学数据进行深入挖掘分析，全面解析机制机理等，助力高分文章发表。

参考文献：

Huang G, Cui Z, Gao Q, et al. Tryptophan Metabolism as a Key Target in PFOS-Mediated Decline of Porcine Oocyte Quality. Environ Sci Technol. 2025;59(21):10182-10193. doi:10.1021/acs.est.5c01550