多组学分析揭示：氟化液晶单体BDPrB/EDPrB的暴露通过抑制CYP17A1酶，干扰了类固醇的生物合成功能

《Environmental Pollution》：Multi-omics Analysis Reveals Fluorinated Liquid Crystal Monomers BDPrB/EDPrB Exposure Disrupts the Steroid Biosynthesis Function via Inhibition of CYP17A1

氟化液晶单体（F-LCMs）BDPrB和EDPrB通过抑制CYP17A1酶活性降低睾酮合成，并干扰减数分裂进程，揭示其作为内分泌干扰物的特异性生殖毒性，需重新评估环境和健康风险。

　　

吴军|冯遂斌|张泽帆|王龙泽|张雪颖|舒芳鹏|杨永军|郭海斌|毛向明

这些作者被列为共同第一作者

摘要

氟化液晶单体（F-LCMs）是新兴的环境污染物，已在人类尿液、母乳和血清中被检测到。然而，它们对生殖健康的潜在影响仍不清楚。在这项研究中，我们使用70天的暴露模型，在雄性ICR小鼠中研究了两种主要F-LCMs——BDPrB和EDPrB的生殖毒性。对睾丸组织和血清的多组学分析显示，这两种化合物都降低了睾酮水平并增加了孕酮水平。进一步的机制研究表明，BDPrB和EDPrB通过直接结合CYP17A1的催化口袋来抑制该酶的活性，从而抑制睾酮的合成，而不影响基因转录。此外，EDPrB还通过下调联会复合体蛋白SYCP1和SYCP3来特异性地干扰减数分裂进程。我们的发现表明，F-LCMs作为内分泌干扰物具有化合物特异性的生殖毒性，这突显了重新评估其环境和健康风险的紧迫性。

引言

液晶单体（LCMs）是一种新兴的环境污染物，具有二苯骨架和功能性取代基（Liet等人，2018年），由于其在环境中的持久性和抗代谢性（Suet等人，2019年），引起了越来越多的科学关注。这些化合物在电子设备的制造、使用和处置过程中，通过非共价脱离机制从液晶显示器（LCD）面板中释放出来（Liu和Abbatt，2021年；Xie等人，2024年），其中氟化LCMs（F-LCMs）在环境中的普遍性高于非氟化同类物质（Geet等人，2024年）。环境监测在多种基质中检测到了F-LCMs的污染，包括室内灰尘（Liet等人，2024年）、土壤（Xie等人，2024年）、沉积物（Suet等人，2021年；Tao等人，2022年）以及生物样本，如人类血清（Liet等人，2022年）、尿液（Yanget等人，2025年）和牛奶（Yanget等人，2023年）。

值得注意的是，F-LCMs是电子废物环境中的主要污染物，在灰尘中的总浓度可达976,000 ng/g——其中BDPrB和EDPrB等单体经常被检测到（Zhuet等人，2021年）。人类主要通过皮肤接触和口服摄入暴露于这些物质（Zhanget等人，2023年；Yanget等人，2023a年），室内空气中的颗粒物水平显著高于室外。幼儿比成人暴露更多（Li等人，2024年；Liu等人，2024年）。生物监测进一步显示，职业人群中的F-LCMs污染程度更高，血清中的浓度可达276 ng/mL，氟化类似物占总LCMs的48.17%（Li等人，2022年）。中国第五次和第六次总饮食研究的人口水平估计表明，F-LCMs的日均摄入量分别为172.86 ng/kg和163.10 ng/kg，其中BDPrB单独贡献了70.62 ng/kg（Yang等人，2023a）。

BDPrB是一般人群中主要的F-LCMs，在血清样本中始终被识别为主要成分（Yanget等人，2024年）。婴儿暴露评估突出了关键途径，母乳研究表明BDPrB和EDPrB共同占EDIs总量的71.6%，日均摄入量为700.35 ng/kg（Yang等人，2023年）。配方奶喂养的婴儿暴露量更高，F-LCMs的日均摄入量可达1,300 ng/kg（Liu等人，2024年）。尽管暴露水平显著，但对LCMs生物学效应的机制理解，特别是对于氟化类似物，仍然不够充分。

新兴的毒理学证据表明，F-LCMs通过多种机制引起多器官毒性。EDPrB通过诱导细胞凋亡和代谢紊乱引起肝毒性（Liet等人，2025年），而另一种F-LCMs DTMDPB则激活法尼索伊德X受体介导的途径，损害脂质稳态（Zhanget等人，2025年）。发育研究表明，BDPrB和EDPrB通过影响甲状腺激素信号传导中的关键酶和蛋白质来干扰视觉功能（Heet等人，2024年）。然而，生殖毒性仍研究不足。许多研究证实，F-LCMs干扰类固醇生成和脂质代谢（Huanget等人，2024年；Zhanget等人，2025年；Zhang等人，2025年），并通过SLC16A10转运蛋白进行胎盘转移，导致胎盘功能障碍（Zhang等人，2025年）。尽管有这些发现，但普遍存在的F-LCMs（BDPrB/EDPrB）的生殖毒性尚未得到充分表征。因此，本研究首次系统地研究了两种主要F-LCMs（BDPrB和EDPrB）的生殖毒性，揭示了它们作为强效内分泌干扰物的作用，这些干扰物抑制CYP17A1活性并抑制睾酮合成。此外，我们还发现了EDPrB在干扰减数分裂进程中的毒性。这些发现为F-LCMs的生殖风险提供了重要的机制见解，并强调了重新评估其环境和健康影响的必要性。

部分摘录

动物

雄性ICR小鼠（3周龄，SPF等级）购自中国广东的广州彦成生物技术有限公司，并在受控的环境条件下饲养（温度：23 ± 1°C；相对湿度：55 ± 5%；12小时光照/黑暗周期），可自由摄取标准饲料和过滤水。经过7天的适应期后，所有实验程序均符合ARRIVE指南2.0的要求，并获得了机构动物护理和使用委员会的批准

长期暴露于BDPrB/EDPrB会导致睾丸功能障碍

在BDPrB或EDPrB（0.2、2、20或200 μg/kg/天）的70天暴露方案后，我们收集了睾丸组织和血清进行多组学分析，如图1A所示，以全面评估这些典型F-LCMs的生殖毒性。长期给予BDPrB/EDPrB会导致雄性小鼠出现剂量依赖性的生殖功能障碍，其中BDPrB的解剖毒性低于EDPrB（图1B、C、图S1）。观察到睾丸萎缩与剂量呈依赖性关系

结论

本研究系统评估了氟化LCMs（BDPrB/EDPrB）的生殖毒性，揭示了不同的机制途径：BDPrB/EDPrB通过抑制CYP17A1来抑制睾丸类固醇生成，而EDPrB通过干扰减数分裂过程来损害精子发生。

CRediT作者贡献声明

舒芳鹏：撰写——原始草稿，方法学。杨永军：撰写——原始草稿，可视化，方法学，数据管理。王龙泽：可视化，验证，研究。张雪颖：可视化，软件，研究。张泽帆：撰写——原始草稿，方法学。吴军：撰写——原始草稿，可视化，验证，方法学，研究，数据管理，概念化。冯遂斌：验证，软件，项目管理，方法学。

未引用的参考文献

Bao等人，2023年；Chen等人，2021年；Duan等人，2025年；Ge等人，2024年；He等人，2024年；Huang等人，2024年；Kim等人，2014年；Li等人，2018年；Mak等人，2018年；Martinez等人，2013年；Miadokova等人，1996年；Nusblat等人，2020年；Su等人，2019年；Su等人，2021年；Tao等人，2022年；van der Wilt等人，1993年；Wang等人，2023年；Wu等人，2021年；Yang等人，2023b；Zhang等人，2023年；Zhang等人，2025年。

伦理声明

本研究中的所有小鼠实验程序均获得了南方医科大学珠江医院伦理委员会的批准。

利益冲突声明

作者声明，在进行本研究时，不存在任何可能被视为潜在利益冲突的商业或财务关系。

资助

本研究得到了中国国家自然科学基金[编号82173039]的支持。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的商业或个人利益关系。

致谢

作者感谢南方医科大学病理学系对实验室的支持，以及包括Wanmei Lin、Xinlei Zhao、Hangyang Peng、Weijie Zeng、Qiang Shen和Zining Long在内的同事在讨论中提供的宝贵反馈。