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

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