《Food and Chemical Toxicology》：Integrated network toxicology and transcriptomics analysis reveals the pathogenic mechanisms in DBP/MBP-induced MASLD/MASH
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本研究通過整合網絡毒理學、分子對接、動態模擬及轉錄組學，揭示DBP/MBP通過調控ALBUMIN、PPARγ等關鍵靶點，破壞肝細胞脂質穩態，促進MASLD/MASH進展的機制，為靶向治療提供依據。
李浩然|陳志剛|孫毅|姜一成|劉琦|邵元成|顧熙涵|關浩宇|唐麗明
南京醫科大學附屬常州第二人民醫院胃腸外科，南京醫科大學第三附屬醫院，常州醫療中心，中國江蘇省常州市213000
摘要：
代謝功能障礙相關性脂肪性肝病（MASLD）和代謝功能障礙相關性脂肪性肝炎（MASH）是全球面臨的重大公共衛生問題，其發病機制具有多種因素。本研究系統地運用了網絡毒理學、分子對接、分子動力學模擬和轉錄組學方法，探討了環境污染物鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）及其代謝物鄰苯二甲酸單丁酯（MBP）的代謝毒性機制。蛋白質-蛋白質相互作用網絡分析確定了7個與MASLD相關的核心蛋白和5個與MASH相關的核心蛋白，其中白蛋白（ALBUMIN）、PPARγ、HSP90AA1和PTGS2在DBP/MBP誘導的肝臟代謝紊亂中起關鍵作用。分子對接實驗顯示DBP/MBP與靶標之間具有強烈的結合親和力，分子動力學模擬進一步證實了這種穩定結合。DBP/MBP處理的肝細胞RNA-seq分析揭示了顯著的轉錄組變化。KEGG通路分析和GSEA分析利用RNA-seq數據指出了可能受DBP/MBP影響的主要通路，突顯了其對肝臟功能的多方面影響。此外，體外實驗證實了DBP/MBP與關鍵靶標的相互作用，并證明了它們能夠破壞肝細胞脂質穩態并促進脂質積累。本研究為DBP/MBP暴露與MASLD/MASH進展之間的機制關聯提供了證據，為開發針對性治療策略奠定了基礎。
引言
鄰苯二甲酸酯（PAEs）是工業中常用的增塑劑，在聚氯乙烯和聚乙烯等聚合物中廣泛存在1。據報道，全球每年PAEs的產量已超過550萬噸2。由于在消費品和個人護理產品中的廣泛應用，PAEs容易進入環境并最終被人體吸收3。
鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）被中國和美國列為優先控制的有害物質，是目前使用最廣泛的PAEs之一。DBP在制藥、塑料農藥載體、化妝品等領域的廣泛應用使其在生物系統中普遍存在4。值得注意的是，DBP可通過胃腸道、呼吸系統和皮膚進入人體，導致多種器官和組織的毒性反應5。作為一種內分泌干擾物，DBP與多種健康風險相關，包括內分泌系統紊亂、神經行為障礙、早產和發育毒性等6, 7, 8。此外，其主要水解產物鄰苯二甲酸單丁酯（MBP）具有優異的脂溶性，可在生物系統中長期存在9, 10。
代謝相關性脂肪性肝病（MASLD）是目前主要的慢性肝病，其特征是肝細胞中脂質沉積異常，并有可能發展為代謝功能障礙相關性脂肪性肝炎（MASH）11。MASLD的發病機制基于“多因素打擊理論”，即胰島素抵抗、遺傳易感性、腸道微生物群失調和環境暴露共同作用，促進肝臟脂肪變性和炎癥，最終導致疾病進展12, 13。現有證據表明，環境暴露對代謝性肝病的發生和發展具有重要影響14, 15, 16。
當前的研究表明，人群暴露于環境污染物（包括鄰苯二甲酸酯、聚苯乙烯微塑料和多氟烷基物質）與MASLD風險增加之間存在顯著關聯。然而，在現實環境中，人類接觸到的不是單一化學物質，而是食物、家庭灰塵和個人護理產品中存在的復雜污染物混合物。特別是鄰苯二甲酸酯（如DBP）通常與其代謝物（如MBP）和其他內分泌干擾化合物共存。雖然個別污染物的毒理學效應已得到充分研究，但這些物質之間的協同或累積效應仍不明確，尤其是在引發MASLD及其進展形式MASH方面。本研究創新性地采用了系統整合的網絡毒理學方法來探討這一問題。首先構建了“環境污染物-靶標-疾病”相互作用網絡，以系統識別潛在的致病通路；隨后進行分子對接實驗，分析DBP/MBP與核心靶標的結合構象和親和力動態；接著通過分子動力學模擬評估復雜穩定性并表征關鍵相互作用殘基；最后通過RNA測序、實時定量PCR（qRT-PCR）和Western blotting分析確認了轉錄和蛋白質水平上的變化。本研究首次系統闡明了DBP/MBP破壞MASLD/MASH進展的分子機制，為健康風險評估和預防策略制定提供了理論依據。
DBP/MBP靶標及MASLD/MASH靶標的初步網絡分析
DBP/MBP靶標的鑒定及通路富集分析
本研究首先通過PharmMapper和Swiss Target Prediction數據庫獲得了186個DBP暴露靶標和187個MBP暴露靶標（圖1A, 1B）。然后通過GeneCards和OMIM數據庫的全面分析，確定了3147個MASLD相關靶標和920個MASH相關靶標（圖1C, 1D）。Venn圖顯示DBP與MASLD和MASH各有71個和44個交集基因（圖2A, 2E）。
討論
本研究采用綜合網絡毒理學方法，系統闡述了鄰苯二甲酸酯增塑劑（特別是DBP及其主要單酯代謝物MBP）的代謝毒性機制。通過分子對接、動力學模擬、qRT-PCR分析和Western blotting分析，揭示了DBP/MBP在破壞肝臟代謝穩態過程中的多靶標和多通路交互特性。
結論
總之，本研究通過多維度分析（包括靶標鑒定、功能注釋和分子相互作用表征），深入分析了DBP和MBP暴露導致MASLD進展的機制。研究發現，白蛋白（ALB）、PPARγ、HSP90AA1和PTGS2是DBP和MBP的四個關鍵調控節點，分子對接和動力學模擬證實了DBP和MBP與這些靶標的穩定結合。轉錄組測序進一步證實了這一結論。
CRediT作者貢獻聲明
邵元成：撰寫、審稿與編輯、監督。劉琦：監督、項目管理。姜一成：撰寫初稿、實驗研究。孫毅：撰寫初稿、數據管理。陳志剛：撰寫初稿、方法學設計。李浩然：撰寫初稿、數據分析。唐麗明：監督、項目管理、資金申請、數據管理。關浩宇：數據管理。顧熙涵：資源獲取、概念構思
倫理批準與參與同意
本研究不適用倫理批準與參與同意的相關要求。
利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的可能影響本文研究的利益沖突。
數據可用性
數據可應要求提供。
資助
本研究得到了江蘇省自然科學基金（BK20241775）、常州市科技計劃（LC20242022）、南京醫科大學常州醫療中心臨床研究項目（CMCC202320）、常州市醫學技術突破重點項目（LCQYTPJS202401）、江蘇省研究生研究與實踐創新計劃項目（SJCX25_0830, KYCX25_2132）以及鹽城市藥學會醫院藥學研究項目（Y202503）的支持。
利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的可能影響本文研究的財務利益沖突或個人關系。
