全氟辛酸通过激活Hippo-YAP通路，损害小鼠和C2C12肌母细胞的肌生成分化及肌肉功能

《Hygiene and Environmental Health Advances》：Perfluorooctanoic Acid Impairs Myogenic Differentiation and Muscle Function via Activation of the Hippo-YAP Pathway in Mice and C2C12 Myoblasts

PFOA通过激活Hippo-YAP通路抑制肌原细胞分化，导致小鼠肌肉功能损伤，该毒性可被taurine逆转。

　　
该研究系统探究了全氟辛酸（PFOA）对骨骼肌功能及分子机制的影响，揭示了其通过激活Hippo-YAP通路抑制肌原细胞分化的作用路径。研究采用整合的体内-体外实验设计，首先在4周龄C57BL/6雄性小鼠模型中观察到，持续饮用含5 mg/L PFOA的饮用水8周后，小鼠呈现显著的运动功能受损：倒挂网格测试显示悬挂时间从基线值的平均3.2分钟降至第4周后的1.5分钟（降幅53.8%），且调整体重后的运动指数持续下降；运动耐力测试中，PFOA组小鼠的最大速度降低28.6%，总跑步时间减少41.2%，耐力测试距离缩短34.9%。这些数据表明PFOA暴露可独立于体重变化对肌肉功能产生剂量依赖性抑制。

在细胞实验部分，采用C2C12肌细胞系进行长期（60天）暴露研究，发现100 μM PFOA处理显著抑制肌管形成（形成率从对照组的82.3%降至64.1%，降幅21.2%），同时通过RNA测序技术鉴定出关键肌分化基因（如MYHC、Myog等）表达量下降达40-60%。值得注意的是，PFOA在此浓度下未表现出细胞毒性（CCK-8实验显示存活率>95%），表明其毒性机制并非直接细胞杀伤，而是通过干扰分化信号通路发挥作用。

核心机制研究显示，PFOA暴露导致YAP蛋白磷酸化水平升高3.2倍（P<0.0001），并通过Western blot和免疫组化验证了该通路激活的分子特征：Hippo核心激酶LATS1活性增强，而TAZ（YAP核定位信号）磷酸化水平未改变，说明磷酸化事件主要发生在YAP Ser127位点。这种持续激活的Hippo-YAP通路导致TEAD转录因子核转位受阻，进而使下游肌分化基因（如Myogenin、MYHC）的mRNA水平下降达2-3倍（qRT-PCR验证）。

实验创新性地引入了taurine（牛磺酸）的协同治疗研究。在100 μM PFOA+5 mM taurine联合处理组中，观察到YAP磷酸化水平较单一PFOA组下降72.3%（P<0.001），肌管形成率恢复至对照组的78.4%（P<0.05），且Myog基因表达量回升至对照组的89.7%。机制研究表明，taurine通过激活GABAB受体→NF2/Merlin信号→LATS1激酶级联反应，间接抑制YAP磷酸化，这种双重作用机制为开发靶向Hippo通路的药物提供了新思路。

研究同时揭示了环境暴露的剂量-效应关系：在400 μM以上浓度才会产生细胞毒性（存活率下降>30%），而100 μM已显著干扰分化进程，这与临床观察到的低剂量长期暴露特征高度吻合。流行病学数据显示，我国成年人血液中PFOA几何均值已达3.8 ng/mL，接近本研究使用的动物模型暴露浓度（5 mg/L对应饮用水中浓度约1.2 ng/mL，经肾脏富集后可能达到组织浓度约50 μM）。

该研究在机制解析方面取得突破性进展：首次明确环境污染物PFOA通过双重作用机制影响肌肉再生——既抑制肌前体细胞增殖（细胞周期阻滞），又阻断分化进程（信号通路干扰）。这种"双阻断"效应在运动功能评估中表现为多维度指标同步下降，为环境毒理学研究提供了重要模型。特别值得关注的是，Hippo-YAP通路作为进化保守的细胞命运调控系统，其被环境污染物干扰可能具有普遍性，这解释了为何在卵巢发育、肝损伤等不同组织系统中均观察到类似信号通路改变。

研究局限性主要体现在模型系统与人类实际的差异：①使用永生化C2C12细胞可能无法完全模拟体内肌细胞动态；②实验仅涵盖雄性小鼠，而临床数据显示女性因雌激素保护作用可能呈现不同的毒性响应；③长期低剂量暴露（如30天以上）的效应仍需进一步验证。建议后续研究采用原代肌卫星细胞模型，并纳入不同性别、年龄段的群体对照。

该成果对环境健康风险评估具有重要指导意义：通过建立"剂量-效应-机制"的完整证据链，证实了低剂量（100 μM）PFOA即可启动关键信号通路改变，这与WHO设定的饮用水PFOA指导值（0.5 ng/L）形成强烈对比。研究提出的"信号通路级联阻断"理论，为开发靶向治疗提供了理论依据——通过抑制YAP磷酸化（如用TAZ抑制剂）或增强TAZ核转位（如用TAZ激活剂）可能逆转毒性效应。

在公共卫生层面，研究提示需重点关注长期低剂量暴露（如饮用水中持续存在）对儿童骨骼发育的影响。动物实验显示4周龄小鼠即出现运动功能下降，这与人类青少年暴露窗口期吻合。建议后续开展人群队列研究，特别是关注儿童及青少年群体中PFOA暴露与骨密度、肌肉力量之间的相关性。

该研究为环境污染物毒理学研究提供了新范式：①建立"行为异常→分子机制→干预验证"的完整研究链条；②创新性采用taurine作为功能验证工具，突破传统药物筛选的局限；③首次揭示PFAS类化合物通过Hippo-YAP通路干扰肌细胞分化的分子机制。这些成果不仅为PFOA风险评估提供了科学依据，更为其他环境污染物（如PFOS、全氟烷基苯）的毒性机制研究奠定了方法论基础。