《Environment & Health》：Network Toxicology and In Vivo Studies Reveal the Toxicity and Mechanisms of Tributyl Citrate Carried by Microplastics in Promoting Colitis-to-Tumorigenesis Transformation
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柠檬酸三丁酯（Tributyl Citrate, TBC）作为广泛使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂替代品，其环境蓄积日益增加，引发对其潜在人体健康风险的关注。然而，其毒理学效应，尤其是针对胃肠道疾病进展的影响仍鲜有探索。本研究动物实验首次证明TBC可加重微塑料诱导小
柠檬酸三丁酯（Tributyl Citrate, TBC）作为广泛使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂替代品，其环境蓄积日益增加，引发对其潜在人体健康风险的关注。然而，其毒理学效应，尤其是针对胃肠道疾病进展的影响仍鲜有探索。本研究动物实验首次证明TBC可加重微塑料诱导小鼠结肠炎模型的结肠炎症。计算毒理学分析进一步预测TBC具有潜在致癌特性，提示其在促进结肠炎相关癌变中的作用。研究人员整合生物信息学方法，结合网络毒理学、分子对接与分子动力学模拟，识别TBC诱导炎症-癌转化涉及的假定毒理靶标与分子通路。从多级数据库共鉴定299个TBC相关靶标，经STRING与Cytoscape分析筛选出13个核心靶标，包括AKT2、MAPK1、MAPK3、HSP90AA1、PIK3CD、BCL2、PIK3R1、PIK3CB、ESR1、CASP3、KRAS、ERBB2与PTPN11。GO与KEGG富集分析表明TBC可能通过氧化应激与炎症反应相关通路驱动致癌进展。分子对接与动力学模拟验证了TBC与关键靶标的稳定相互作用。为进一步确认TBC在结肠炎相关肿瘤发生中的角色，研究人员采用AOM/DSS诱导结直肠癌小鼠模型，发现TBC显著加剧肠道炎症与肿瘤形成。转录组分析进一步验证ROS介导的化学致癌通路富集，并揭示肠屏障破坏可能是TBC介导癌进展的关键贡献因素。综上，本研究为理解TBC加重炎症相关结直肠癌的分子机制提供理论基础，并为针对消化健康中增塑剂暴露的风险评估与监管策略提供框架。
研究背景方面，结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）是全球高发恶性肿瘤，慢性炎症促进肠癌发生已成为环境毒理学重要方向。传统邻苯二甲酸酯类增塑剂因内分泌干扰等风险受限，柠檬酸酯类如柠檬酸三丁酯（Tributyl Citrate, TBC）作为替代品使用量上升，环境检出率与人体暴露量增加。微塑料（Microplastics, MPs）不仅独立致肠炎，还可吸附携带TBC等增塑剂进入肠道，但TBC经微塑料载体促炎促癌机制此前未知。研究人员因此开展此项发表于《Environment》的研究，旨在系统揭示TBC在肠炎症-癌转化中的靶标与通路，并经体内外实验验证。
关键技术方法上，研究人员构建100 nm PVC微塑料装载TBC体系，以NCM460人正常结肠上皮细胞与雌性C57BL/6小鼠为对象，设微塑料单独与微塑料+TBC灌胃炎症模型，以及AOM/DSS诱导结肠炎相关癌变模型并分低（0.03 μg/kg BW/日）、高（0.1 μg/kg BW/日）TBC膳食组；计算端采用ProTox-III与ADMETlab 3.0预测毒性，自ChEMBL、SwissTargetPrediction、SuperPred取TBC靶标，自GeneCards等库取CRC与IBD靶标做交集，STRING+Cytoscape筛核心靶标，ClusterProfiler做GO/KEGG富集，AutoDock Vina分子对接与Gromacs 100 ns分子动力学模拟验证结合稳定性，结肠组织ELISA、H&E/AB-PAS病理、免疫组化及RNA-seq联合WGCNA分析机制。
研究结果部分，3.1节通过SEM、激光粒度、FTIR表征确认100 nm PVC微球单分散性与化学组成，荧光显微镜与TEM证实NCM460细胞内化红荧光PVC及TBC载药微塑料。3.2节体内显示PVC+TBC灌胃组较PVC组DAI升高、结肠长度与重量降低、H&E上皮断裂更重，ELISA示TNF-α、IL-1β、IL-6升高而IL-10下降，证明TBC加重微塑料结肠炎。3.3节计算毒理预测TBC具致癌、神经、肝、心毒性；取358 TBC靶标与8795 CRC、5256 IBD靶标交得299候选靶，两轮PPI中心性分析定13核心靶（AKT2、MAPK1、MAPK3、HSP90AA1、PIK3CD、BCL2、PIK3R1、PIK3CB、ESR1、CASP3、KRAS、ERBB2、PTPN11）。3.4节GO富集落于G蛋白偶联受体信号等，KEGG显著含化学致癌-活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）通路、VEGF信号、神经活性配体-受体互作；核心靶富集结直肠癌、内分泌抵抗、AGE-RAGE等。3.5节分子对接中KRAS（-6.30 kcal/mol）、MAPK3（-6.10）、PIK3CD（-6.00）等结合能低于-5.0 kcal/mol，氢键与疏水作用明确；100 ns MD的RMSD显示TBC-KRAS约20 ns后稳定、TBC-MAPK3 60 ns内稳定、TBC-PIK3CD 40 ns后稳定，氢键数同对接。3.6节AOM/DSS模型中TBC剂量依赖加重体重下降、DAI、结肠缩短，肿瘤数目与体积增加，H&E示腺癌与管状腺瘤进展更甚，ELISA炎因子同向变化；免疫组化示KRAS与PIK3CD在TBC组结肠表达显著高于模型组，MAPK3无差异。3.7节转录组WGCNA选软阈值β=4得18模块，关键模块与KRAS/PIK3CD/MAPK3相关，DESeq2差异基因交模块获146关键基因，富集再证ROS化学致癌通路及紧密连接、细胞骨架、肠屏障通路。
讨论部分指出，TBC经微塑料入肠后，通过PIK3CD激活PI3K/AKT/mTOR影响上皮修复与免疫稳态、KRAS协同慢性炎症驱动癌变，ROS过产致DNA氧化损伤与菌群紊乱，紧密连接破坏放大屏障失效，三者构成“氧化应激-炎症-屏障破坏”轴；真实暴露具多途径、低剂量慢性、与金属及其他增塑剂混合特征，TBC或可经“载体-脱附-重分布”轴协同增效，但本研究缺体外敲除验证为一局限。结论部分原文意为：微塑料肠道影响受关注，但其嵌入添加剂如增塑剂毒理贡献被忽视；本研究首证TBC经微塑料携带不仅加重结肠炎，且促慢性肠炎向结直肠肿瘤转化，AOM/DSS模型中加速炎症癌进展，整合网络毒理、转录组与实验验证揭示MAPK3、KRAS、PIK3CD及氧化应激、上皮屏障失调、免疫紊乱为核心机制，凸显胃肠环境中增塑剂被低估的致癌潜力，为TBC风险评测与毒理监管奠基。
