结合孟德尔随机化和网络毒理学方法，揭示环境污染物在乳腺癌中的致病作用及其分子机制：以甲基-4-羟基苯甲酸为例

《Cancer Epidemiology》：Combining Mendelian randomization and network toxicology to decipher the causal role and molecular mechanisms of environmental pollutants in breast cancer: A focus on Methyl-4-hydroxybenzoate

甲基苯甲酸（MEP）作为广泛使用的防腐剂，其非雌激素机制在乳腺癌（BC）中的作用及致病关系存在研究空白。本研究通过整合孟德尔随机化（MR）分析、网络毒理学、单细胞/空间转录组测序及分子对接技术，发现遗传预测的MEP水平与BC风险呈因果关系（IVW OR=1.08, 95%CI:1.009-1.160, P=0.027），并揭示MEP通过激活EGFR/MYC轴、诱导代谢重编程及调控关键信号通路促进癌变。

　　近年来，乳腺癌作为女性中最常见的恶性肿瘤之一，其发病机制和环境影响因素一直是研究的热点。尽管已知的遗传和环境风险因素如放射线暴露、激素替代治疗以及BRCA1/2基因突变在乳腺癌的发生中起着重要作用，但越来越多的研究开始关注环境暴露物在乳腺癌发展中的潜在影响。其中，甲基对羟基苯甲酸酯（Methylparaben，MEP）作为一种广泛使用的防腐剂，其在化妆品、食品和药品中的应用日益普遍，但其对乳腺癌的潜在影响仍存在许多未知之处。

MEP作为一种常见的化学添加剂，长期以来被认为对人体无害。然而，随着科学研究的深入，其可能的内分泌干扰特性逐渐引起关注。研究表明，MEP具有一定的雌激素样活性，能够影响体内激素水平，进而可能与乳腺癌的发生有关。尽管已有部分研究探讨了MEP在乳腺癌中的作用，但其非雌激素依赖的机制仍缺乏系统性的分析。因此，本研究通过整合多组学数据和网络毒理学方法，对MEP在乳腺癌中的潜在作用进行了深入探讨，旨在揭示其可能的分子机制，并为未来的实验研究和公共卫生政策提供参考依据。

本研究采用了整合多组学分析的方法，结合了遗传学、转录组学和分子对接技术。首先，研究团队通过两样本孟德尔随机化（Mendelian Randomization，MR）分析，利用MEP尿液硫酸盐浓度的遗传工具变量和来自FinnGen联盟的乳腺癌风险数据，评估了MEP与乳腺癌之间的因果关系。在MR分析中，研究人员筛选了具有统计学意义的遗传变异，并排除了那些与潜在混杂因素相关的单核苷酸多态性（SNPs）。最终，研究团队保留了21个SNPs用于分析，并计算了这些遗传变异的F统计量，以确保其对MEP暴露的预测能力。

MR分析的结果表明，遗传预测的MEP水平升高与乳腺癌风险增加存在显著相关性。具体而言，加权中位数法（IVW）的比值比（OR）为1.08，95%置信区间为1.009–1.160，P值为0.027，这表明MEP可能在乳腺癌的发展中发挥一定的作用。然而，这一结果并不能直接证明MEP与乳腺癌之间存在因果关系，还需要进一步的实验验证。为了深入理解MEP在乳腺癌中的作用机制，研究团队结合了网络毒理学方法，对MEP的潜在靶点和其在乳腺癌发病中的作用路径进行了系统分析。

网络毒理学分析揭示了22个与MEP靶点和乳腺癌发病机制相关的重叠枢纽基因。这些基因可能在MEP介导的乳腺癌发生过程中起关键作用。进一步的功能富集分析表明，这些基因主要涉及PI3K-Akt和MAPK信号通路等重要的致癌通路，以及代谢重编程等关键过程。这些发现提示，MEP可能通过影响这些通路来促进乳腺癌的发展。此外，单细胞和空间转录组学分析表明，这些枢纽基因如MYC和ERBB2在恶性上皮细胞中具有显著的表达水平，这进一步支持了MEP可能通过调控这些基因的表达来影响乳腺癌的进展。

为了验证这些基因是否为MEP的潜在靶点，研究团队还进行了分子对接分析。该分析表明，MEP能够与核心靶点如EGFR和JUN形成高亲和力的结合，其结合能低于0 kcal/mol，说明MEP与这些靶点之间的相互作用具有较强的生物学意义。这些分子对接结果为MEP可能通过影响这些靶点的活性来促进乳腺癌的发生提供了理论支持。

综上所述，本研究通过整合多组学数据，揭示了MEP在乳腺癌发病机制中的潜在作用。MR分析提供了遗传学层面的证据，表明MEP可能与乳腺癌风险增加存在因果关系。网络毒理学分析则进一步揭示了MEP可能影响的分子机制，包括生长因子信号通路的紊乱、关键转录因子的激活以及代谢重编程等过程。这些发现不仅为MEP在乳腺癌中的作用提供了新的视角，也为未来的实验研究和公共卫生政策提供了重要的理论基础。

本研究的意义在于，它首次系统性地探讨了MEP在乳腺癌中的非雌激素依赖机制。尽管MEP已被认为具有一定的雌激素样活性，但其在乳腺癌中的作用可能不仅仅局限于这一途径。通过揭示MEP可能通过影响其他关键分子机制来促进乳腺癌的发展，本研究为理解环境暴露物在乳腺癌中的作用提供了新的思路。此外，本研究还强调了环境因素在乳腺癌发病中的重要性，为未来的预防和治疗策略提供了新的方向。

值得注意的是，本研究的发现仍需通过更多的实验验证。尽管MR分析提供了遗传学层面的证据，但其结果不能完全替代临床试验或体外实验。因此，未来的研究应进一步探讨MEP在不同生理条件下的作用机制，特别是在不同人群中的影响差异。此外，还需要关注MEP与其他环境暴露物之间的相互作用，以及其在不同癌症类型中的潜在作用。这些研究将有助于更全面地理解MEP在乳腺癌中的作用，并为制定有效的预防措施提供科学依据。

本研究的另一个重要贡献在于，它提出了一个全新的、与雌激素受体无关的机制假说。根据这一假说，MEP可能通过干扰生长因子信号通路、激活关键转录因子以及诱导代谢重编程来促进乳腺癌的发生。这一机制假说的提出，不仅拓宽了对MEP作用机制的理解，也为乳腺癌的分子机制研究提供了新的视角。通过这一假说，研究团队希望能够引导未来的实验研究，以验证MEP在这些机制中的具体作用，并探索其潜在的治疗靶点。

此外，本研究还强调了环境暴露物在公共卫生中的重要性。随着MEP在日常生活中的广泛应用，其对人类健康的潜在影响不容忽视。因此，有必要对MEP的使用进行更严格的监管，并进一步评估其在不同人群中的健康风险。特别是在乳腺癌高发地区，对MEP暴露的监测和干预措施可能具有重要的公共卫生意义。同时，本研究也提醒我们，对于一些看似安全的化学物质，其潜在的健康风险可能尚未被充分认识，因此需要更多的研究来揭示其作用机制。

在方法学上，本研究采用的整合多组学分析方法为环境暴露物与疾病之间的因果关系研究提供了新的工具。通过结合遗传学、转录组学和分子对接技术，研究团队能够更全面地分析MEP的作用机制，并为未来的环境毒理学研究提供了可借鉴的模式。这一方法不仅适用于MEP的研究，也可以推广到其他环境暴露物的分析中，以揭示其在多种疾病中的潜在作用。

总的来说，本研究为MEP在乳腺癌中的作用提供了多方面的证据，包括遗传学、转录组学和分子对接分析的结果。这些发现不仅有助于理解MEP的潜在毒性作用，也为乳腺癌的预防和治疗策略提供了新的思路。未来的研究应进一步验证这些机制，并探索MEP在不同人群和不同癌症类型中的具体作用，以期为公共卫生政策和临床实践提供更坚实的科学依据。