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为探究全氟癸酸（PFDA）对水生生物的毒性机制，研究人员以 RTgill-W1 细胞系为模型，结合细胞活力检测、ROS 测量及代谢组学、脂质组学技术开展研究。结果发现 PFDA 具细胞毒性，影响多种代谢途径。该研究有助于理解 PFDA 生态风险。
在环境科学与健康医学的交叉领域，全氟化合物的身影逐渐进入人们的视野，其中全氟癸酸（PFDA）作为一种长链全氟烷基物质（PFAS），因其独特的化学结构，拥有高度的稳定性，这一特性在工业领域备受青睐，但也给生态环境和人类健康带来了巨大挑战。PFDA 难以降解，在环境中持续存在，广泛分布于河水、沉积物以及鱼类等生物体内。过往研究虽已揭示 PFDA 对细胞活力、氧化应激等方面存在影响，然而，其在鱼类细胞系中的毒性机制仍存在诸多谜团，这严重制约了人们对其在水生生态系统中潜在风险的评估与管控。
为解开这些谜团，国外研究人员开展了一项意义重大的研究。他们以 RTgill-W1 细胞系（一种源自虹鳟鱼鳃上皮细胞的细胞系，常被用作水生毒理学研究的体外模型）为研究对象，综合运用多种前沿技术，深入剖析 PFDA 的毒性机制。该研究成果发表在《Aquatic Toxicology》上，为进一步了解 PFDA 的危害提供了关键依据。
在研究方法上，研究人员主要运用了细胞活力检测、活性氧（ROS）测量以及代谢组学和脂质组学分析技术。通过细胞活力检测（如刃天青细胞活力测定法）和 ROS 测量，评估 PFDA 对细胞的直接影响；利用代谢组学和脂质组学技术，全面分析细胞内小分子代谢物和脂质的变化，以揭示 PFDA 影响的关键代谢途径。
研究结果主要体现在以下几个方面：
- PFDA 分析：实验测量发现，处理后的 PFDA 实际浓度仅为标称浓度的 23% - 30%，且其他 PFAS 化合物浓度低于检测限，后续分析采用标称浓度。
- 细胞活力：PFDA 对细胞活力的影响呈剂量依赖性，其半数最大有效浓度（EC??）为 51.93 ± 1.7mg/L，当浓度达到 40mg/L 及以上时，细胞活力显著下降，表明 PFDA 具有明显的细胞毒性。
- ROS 产生：在 PFDA 浓度低于 40mg/L 时，ROS 水平相对稳定，部分时间点甚至低于对照组；但当浓度达到 40mg/L 及以上时，ROS 产生显著增加，并呈现时间依赖性，在 24h 达到峰值，这表明 PFDA 可诱导细胞产生氧化应激。
- GC-MS/MS 代谢谱分析：通过 GC-MS/MS 分析，共鉴定出 342 种注释代谢物。偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）显示，PFDA 处理组与对照组的代谢谱存在明显差异，且随着 PFDA 浓度增加，代谢物变化更为显著。经分析，共有 168 种代谢物在不同 PFDA 处理组间存在显著差异，这些变化呈现出剂量依赖性，低浓度时代谢物变化相对平衡，高浓度时则以代谢物下调为主。
- 代谢途径影响：通路分析表明，PFDA 暴露影响了多个关键代谢途径，包括氨基酸代谢、碳水化合物代谢、脂质代谢、维生素和辅因子代谢以及核苷酸代谢等。受影响的途径数量随着 PFDA 浓度增加而增多，反映出 PFDA 对细胞代谢的广泛干扰。
- LC-ZenoTOF-MS 脂质谱分析：脂质分析显示，RTgill-W1 细胞的脂质组丰富多样，包含多种脂质类别和亚类。PLS-DA 和热图分析表明，高浓度 PFDA（40mg/L 和 80mg/L）可导致脂质代谢明显改变，与对照组和低浓度处理组区分开来。其中，神经酰胺（Cer）、甘油三酯（TG）、二酰甘油（DAG）等脂质水平升高，而磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）等部分脂质水平下降，这暗示了 PFDA 对脂质代谢和细胞功能的显著影响。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，PFDA 在实验体系中存在吸附和细胞摄取现象，导致实际浓度低于标称浓度，这为准确评估其生物有效性带来了挑战，未来研究需要更精确的实验设计来解决这一问题。该研究首次全面评估了 PFDA 对鱼类细胞系的毒性，发现其在亚细胞毒性浓度下即可引起代谢紊乱，且代谢组学技术展现出了高灵敏度。然而，实验中使用的代谢分析浓度高于环境相关浓度，未来需进一步研究低剂量、长期暴露下 PFDA 对水生生物的影响。研究还发现，PFDA 对细胞活力、氧化应激以及多种代谢途径均产生了显著影响，这些影响可能导致细胞功能障碍，进而影响生物体的正常生理功能。
综上所述，该研究揭示了 PFDA 对 RTgill-W1 细胞系的毒性机制，为评估 PFDA 在水生生态系统中的风险提供了重要依据。同时，研究也强调了 RTgill-W1 细胞系作为水生毒理学模型的有效性，以及多组学技术在揭示毒性机制方面的强大能力，为后续相关研究指明了方向，对环境保护和人类健康具有重要意义。
