从环境污染物到癌症促进剂：一项基于细胞和斑马鱼模型的四溴联苯醚（BDE47）在肝癌进展中的作用研究

【作者】 龚兴； 谭思悦； 王少卓； 周昊杰； 耿成语； 王守林； 王超；

【机构】 环境卫生科,南京医科大学附属南京市疾病预防控制中心； 现代毒理学教育部重点实验室,南京医科大学公共卫生学院；

【摘要】 目的 2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE47)是一种多溴联苯醚的同系物,具有持久性、疏水性和亲脂性的特点,广泛存在于环境和生物样本中。BDE47主要影响肝脏、甲状腺和神经系统,尽管已有研究显示其具有内分泌干扰、免疫损伤和DNA损伤作用,但其与肝癌之间的关系尚不明确。本研究旨在探讨BDE47对肝癌的促进作用及其潜在的分子机制。材料和方法结合环境样本中BDE47的含量,我们构建了环境相关剂量染毒HepG2细胞和KrasG12V斑马鱼肝癌模型,以明确BDE47对肝癌的促进作用。通过分析BDE47染毒后细胞和斑马鱼的转录组测序结果,我们探索了BDE47可能影响的代谢通路(如视黄醇、视黄酸等)和关键代谢相关基因(如CYP3A4或CYP3A65)。在细胞和斑马鱼模型中,我们通过补充视黄酸、敲除CYP3A4或CYP3A65进行进一步验证。通过检测β-半乳糖苷酶、P16和P21的表达水平,我们明确了BDE47对细胞衰老的影响。此外,我们还检测SIRT1、P53的mRNA及相关蛋白质的水平,以阐明BDE47抑制细胞衰老促进肝癌进展的分子机制。结果 (1)BDE47的暴露能够明显促进HepG2细胞的增殖、克隆、迁移和侵袭能力,也能够加快KrasG12V斑马鱼肝肿瘤的进展;(2)转录组分析发现,BDE47主要影响视黄醇代谢通路,其中关键代谢基因为CYP3A(人源CYP3A4或斑马鱼CYP3A65),关键小分子为视黄酸,进一步验证发现BDE47可诱导CYP3A4或CYP3A65的高表达,通过代谢清除作用而降低肝脏细胞或斑马鱼肝脏中视黄酸的水平;(3)在HepG2细胞和KrasG12V斑马鱼染毒模型中补充视黄酸、敲降CYP3A4或敲除CYP3A65均能抑制BDE47对肝癌的促进作用;(4)机制方面:BDE47能够明显降低肝癌细胞的衰老水平,在HepG2细胞和KrasG12V斑马鱼染毒模型中补充视黄酸、敲降CYP3A4或敲除CYP3A65均对细胞衰老具有回复作用;(5)BDE47主要通过下调视黄酸水平,增加依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的去乙酰化酶SIRT1的表达,从而减少细胞中乙酰化P53的表达,进而减少P21蛋白表达以抑制肝癌细胞衰老。结论本研究从环境和生物体内广泛存在的溴代阻燃剂BDE47入手,通过HepG2细胞和斑马鱼KrasG12V自发肝癌模型,发现BDE47对肝癌的进展具有促进作用,进一步研究发现BDE47主要通过诱导代谢酶CYP3A高表达而显著下调细胞中视黄酸水平,进而抑制肝癌细胞衰老来发挥促癌作用,本研究为阐明多溴联苯醚的健康危害及其毒作用机制提供了新的理论依据。更多还原