纳摩尔浓度香兰素，一种电子烟调味剂，似乎通过TRPV4激活破坏人胚胎干细胞的多能性并促进内胚层分化

研究问题：香兰素在与孕期吸电子烟相关的母体暴露浓度下，是否通过激活TRPV4通道破坏人胚胎干细胞（hESCs）中与原肠胚形成相关的过程？ 摘要答案：纳摩尔浓度的香兰素激活TRPV4通道促进多能性退出并向内胚层基因表达转变，而微摩尔浓度诱导发育毒性，确定了一种浓度依赖性机制，即电子烟（EC）气溶胶中的调味剂香兰素可能在孕期对胚胎发育构成风险。 已知情况：孕期使用电子烟正在增加，可能由减少危害的认知以及香兰素等调味剂的吸引力驱动。然而，香兰素激活瞬时受体电位（TRP）通道，引发对其对早期胚胎发育影响的担忧。 研究设计、规模、持续时间：hESCs作为发育外胚层阶段的模型，在体外用香兰素、TRPV4拮抗剂、TRPV4功能阻断抗体或香兰素与拮抗剂或抗体组合处理不同时间。所有实验均使用不同代次的干细胞进行三次。 参与者/材料、设置、方法：在暴露不同时间后，评估hESC集落的TRPV4通道激活和钙内流、集落生长、集落脱离、细胞死亡增加、线粒体功能障碍、集落形态、间隙形成、EpCAM下调、多能性丧失和分化启动。 主要结果和偶然性的作用：我们证明，在与母体EC暴露相关的浓度下，香兰素显著（P<0.05）破坏hESCs中与原肠胚形成相关的过程。hESCs（模拟人发育第2-3周外胚层）表现出TRPV4通道表达，并在纳摩尔至微摩尔香兰素暴露后通过Fluo-8钙染料检测到细胞内钙显著增加。延时成像和定量分析表明，微摩尔香兰素在72小时内损害集落扩张、诱导集落脱离并增加细胞死亡，同时MTT实验显示线粒体还原酶活性降低。在纳摩尔浓度下，香兰素促进TRPV4激活、多能性退出、EpCAM细胞粘附蛋白下调、细胞间间隙形成以及向内胚层基因表达转变。所有效应均被TRPV4拮抗剂（HC067047）阻断，确定该通道激活是香兰素诱导毒性的关键介质。 大规模数据：不适用。 局限性、谨慎原因：我们的数据来自体外实验，因为直接研究早期人类发育在伦理和实践上受限。尽管我们的发现未在体内证实胚胎致死或畸形，但在纳摩尔香兰素浓度下观察到的多能性丧失和SOX17上调（与内胚层诱导一致）是早期细胞扰动的迹象，可能损害人类发育。 发现的更广泛意义：我们的暴露模型估计在EC使用者早孕期到达胚胎的纳摩尔香兰素浓度足以激活hESCs中的TRPV4通道并改变胚层特化。微摩尔浓度产生细胞毒性效应并增加细胞死亡。这些发现表明，在EC使用期间可达到的香兰素暴露水平破坏细胞内Ca2+稳态并损害早期人类发育的核心过程。因此，孕期母体EC使用代表了对早期胚胎发生的重要且先前被低估的风险。临床医生应告知怀孕或计划怀孕的患者这一潜在危害，监管机构应考虑在EC包装上强制披露成分。