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近年来,持久性有机污染物（persistent organic pollutants,POPs）对生态环境及人类健康构成了极大威胁,现已成为备受瞩目的全球性环境问题。POPs除了存在于有机杀虫剂、工业化学品和非故意生产副产物中,也大多存在于母婴产品、衣物饰品、洗护用品以及罐装食品中。常用的有害添加物质包括双酚A（bisphenol A,BPA）、全氟辛烷磺酰基化合物（perfluorooctane sulfonate,PFOS）和八甲基环四硅氧烷（octamethylcyclotetrasiloxane,D4）等。他们能够在环境中通过大气、水、生物体等长距离迁移后持续存在,且凭借较长的半衰期与生物蓄积性,对人体造成严重损伤。目前,BPA、PFOS与D4因高毒性等问题,已被人们限制用于日常用品制造中。为满足物质生活需求,人们选择了与其功能相似的其他化工原料进行替代,分别为双酚 S（bisphenol S,BPS）、全氟丁基磺酸钾（potassium perfluorobutane sulfonate,PFBSK）和十甲基环五硅氧烷（decamethylcyclopentasiloxane,D5）等。目前,一些研究显示这些物质会干扰内分泌系统,但是,这些替代物对植入前胚胎发育的影响尚不清楚。为探究这些物质对早期胚胎发育的影响,本研究利用体外受精获得的小鼠受精卵探查了 BPS、PFBSK和D5对植入前胚胎发育的影响,并且分析了其可能存在的毒性作用机制。BPS作为BPA的替代物之一,近年来被广泛应用于食品罐内衬、奶瓶及纸制品等制造中,因此,该类食品与饮品极易具有沾染BPS成分的可能,并且该摄取途径也自然成为了人体暴露的主要方式之一。目前,关于BPS对胚胎发育影响的文献尚少见报道,其具体作用机制也需进一步明确。为了解BPS对植入前胚胎的发育毒性,本研究统计了受精卵在含不同浓度BPS的培养液中的发育潜能。与对照组相比,10-4mol/L BPS组胚胎在2-细胞时期的发育率开始显著下降,并在4-细胞时期出现2-细胞阻滞现象;10-5 mol/LBPS组和10-6mol/LBPS组胚胎分别在4-细胞时期和桑椹胚时期的发育率开始显著下降,出现发育迟缓;而10-7 mol/LBPS组、10-8 mol/L BPS组和10-9mol/L BPS组胚胎在2-细胞、4-细胞、桑葚胚和囊胚时期的发育率均没有显著变化。为了进一步分析10-4 mol/L BPS对胚胎发育潜能的影响,我们通过控制10-4 mol/LBPS 的暴露时长（0h、3h、6h、9h、12h、24 h 及 48h）,监测胚胎各时期发育率的变化。结果发现,随着10-4 mol/L BPS暴露时间的加长,胚胎各时期的发育率也逐渐降低;但仅暴露时间达48h,才会引起完全的2-细胞阻滞。为探究10-4 mol/L BPS引起2-细胞阻滞的分子机制,我们分析了氧化损伤、抗氧化酶基因的变化、细胞凋亡、胚胎基因组激活（embryonic genome activation,EGA）关键基因的变化等。利用Mito-Tracker Red CMXRos探针检测线粒体分布情况发现,10-4 mol/LBPS能引起胚胎的线粒体分布聚集;并利用qPCR检测mtDNA发现,10-4 mol/LBPS能显著降低mtDNA拷贝数。利用DCFH-DA探针检测胚胎活性氧（reactive oxygen species,ROS）水平发现,10-4 mol/L BPS能显著上调ROS水平。利用qRT-PCR检测抗氧化酶基因的变化发现,10-4 mol/L BPS暴露引起2-细胞到4-细胞过渡阶段胚胎的Sod1、Gpx1、Gpx6和Prdx2表达上调。利用JC-1探针检测胚胎线粒体膜电位的变化情况及TUNEL检测胚胎凋亡水平发现,10-4mol/LBPS暴露对线粒体膜电位与细胞凋亡水平没有显著性影响。利用qRT-PCR检测EGA关键基因（eIF-1A、Hsp70.1、Hsc70与Zscan4）的变化发现,10-4mol/LBPS暴露引起2-细胞到4-细胞过渡阶段胚胎的Hsp70.1、Hsc70表达下调,eIF-1A和Zscan4表达上调。这些结果提示,氧化损伤引起的ROS水平升高和EGA关键基因的表达下调可能参与10-4mol/LBPS诱导胚胎发生2-细胞阻滞的过程。为此,我们选择了不同抗氧化物质以拮抗10-4mol/LBPS的发育毒性,包括超氧化物歧化酶（superoxidedismutase,SOD）、辅酶 Q10（coenzyme Q10,CoQ10）和叶酸（folic acid,FA）。10-6、10-7、10-8mol/L CoQ10 和 4、20、40 mg/L FA 及 300、600、900 U/mL SOD 均未能缓解 10-4 mol/L BPS引起的2-细胞阻滞,但1200U/mLSOD能显著缓解10-4mol/LBPS引起的2-细胞阻滞,拮抗内部的氧化损伤、恢复抗氧化酶基因Sod1、Gpx1、Gpx6和Prdx2的表达水平以及阻止EGA基因Hsp70.1、Hsc70的表达下调。由此可见,10-4 mol/L BPS具有明显的胚胎发育毒性,能引起胚胎发生2-细胞阻滞,其机制可能是通过引起线粒体氧化损伤,导致ROS升高,抑制胚胎激活基因表达。PFBSK作为已被禁用PFOS的替代物之一,被广泛应用于服饰、电子和机械等领域,但目前关于PFBSK是否存在胚胎发育毒性的相关研究报道较少。为探索PFBSK暴露对植入前胚胎发育的影响,我们用0、10-3、10-4、10-5和10-6mol/L PFBSK处理受精卵。结果发现,10-4、10-5和10-6mol/L PFBSK对胚胎没有显著性影响,10-3 mol/LPFBSK会引起囊胚率显著下降,导致胚胎出现发育迟缓及ROS水平显著增加的现象,但对细胞凋亡没有明显影响。这些结果显示10-3mol/LPFBSK可能通过诱导氧化应激降低胚胎的发育潜能。D5作为D4的替代物,广泛用于洗护领域,但其对胚胎发育的毒性尚未见报道。本研究探索了不同浓度D5暴露对植入前胚胎发育的影响,结果显示10-3、10-5和10-7mol/LD5对胚胎的2-细胞、4-细胞、桑葚胚和囊胚发育率没有显著影响,胚胎ROS水平与凋亡水平也未见显著变化。这些结果提示D5可能不存在类似于D4的胚胎发育毒性。综上所述,本实验研究的三种不同POPs替代物中,10-4mol/LBPS可通过诱导氧化应激引起2-细胞阻滞;10-3mol/LPFBSK能引起胚胎发育迟缓;实验组内各浓度D5对植入前胚胎发育没有显著的影响。这些研究结果不仅有助于揭示POPs替代物的发育毒性和作用机制,也可能为孕妇和婴儿合理选择日常用品提供有价值的参考资料。