双酚F(BPF)暴露诱导斑马鱼幼体骨骼发育毒性的分子机制及环境健康风险研究

为解决双酚A(BPA)替代物双酚F(BPF)的环境健康风险问题，研究人员通过斑马鱼模型开展BPF发育毒性研究。发现环境相关浓度(2?μg/L)即可加速孵化，20?μg/L以上浓度通过激活破骨细胞分化通路导致鳃盖缺失等骨骼畸形，并证实雌激素干扰效应。该研究为BPF的环境监管提供重要科学依据。

　　

随着双酚A(BPA)在全球范围内的使用限制，其替代物双酚F(BPF)的生产量近年来呈指数级增长。这种结构相似的化合物已在水体环境中广泛检出，中国太湖等水域浓度高达1600?ng/L，更令人担忧的是其在人体下丘脑等组织的蓄积能力。尽管已有研究提示BPF可能具有与BPA相似的毒性效应，但关于其影响生物体骨骼发育的具体机制仍存在重大知识空白。

针对这一科学问题，华南师范大学的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表重要成果。研究采用斑马鱼胚胎发育模型，结合全胚胎骨骼双染色、转录组测序和实时定量PCR等技术，系统评估了BPF在2-2000?μg/L浓度范围内的发育毒性效应。

在实验方法上，研究团队首先通过高效液相色谱(HPLC)精确控制暴露浓度，从囊胚期开始进行5天持续暴露。采用阿尔新蓝-茜素红双染技术可视化骨骼发育异常，利用Illumina NovaSeq 6000平台进行转录组测序，并通过GO和KEGG通路分析挖掘关键调控网络。

研究结果揭示：在发育表型方面，所有浓度组在受精后2天均出现孵化率显著升高，这与促甲状腺激素释放激素(trh)基因上调直接相关。更为重要的是，20?μg/L及以上浓度导致5天幼体鳃盖缺失率显著增加，2000?μg/L组还出现脊索发育异常。分子机制研究发现，雌激素受体esr2b表达显著下调，而卵黄蛋白原基因(vtg1-vtg7)在2000?μg/L组全部上调，证实BPF具有雌激素干扰活性。

转录组分析显示，破骨细胞分化通路在20?μg/L及以上浓度组均显著富集。其中转录因子fosb、junba等表达呈现剂量依赖性升高，这些基因在AP-1复合体中发挥核心调控作用。同时，FoxO和MAPK信号通路也被显著激活，前者通过调节活性氧(ROS)平衡影响骨形成，后者则通过p38激酶促进RANKL诱导的破骨细胞生成。基因本体(GO)分析进一步发现"生物矿化"、"解毒"等关键生物学过程受影响。

在讨论部分，研究者强调这项研究首次系统阐明了BPF通过干扰破骨细胞分化导致骨骼发育异常的分子机制。特别值得注意的是，20?μg/L的阈值浓度已接近中国部分河流的实际污染水平，这对环境风险评估具有警示意义。研究还提出BPF可能通过Wnt/β-catenin等通路影响骨代谢平衡，这为理解内分泌干扰物的骨毒性提供了新视角。

该研究的创新价值在于：一方面建立了BPF骨骼毒性的剂量-效应关系，为制定更严格的环境标准提供依据；另一方面发现的破骨细胞异常活化机制，为开发针对性干预措施指明了方向。随着BPF在工业生产中的持续应用，这项研究成果对保护水生生态系统和人类骨骼健康都具有重要的预警作用。未来研究需要进一步揭示BPF的跨代效应及其与BPA的联合毒性，为全面评估这类新兴污染物的健康风险提供更完整的科学证据链。