斑马鱼中6PPD与6PPD-醌的慢性毒性机制：基于PPARγ介导的代谢紊乱与肝损伤研究

本研究针对橡胶抗氧化剂6PPD及其氧化产物6PPDQ在环境中的广泛存在及其潜在生态风险，通过慢性暴露实验揭示二者在斑马鱼肝脏和脑中的特异性蓄积规律，结合转录组学、分子动力学模拟及表面等离子共振技术，阐明其通过干扰PPARγ信号通路引发脂质代谢紊乱、氧化应激和炎症反应的分子机制，为环境污染物健康风险评估提供新证据。

　　

橡胶制品中广泛使用的抗氧化剂N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺（6PPD）及其氧化衍生物6PPD-醌（6PPDQ）已在全球水体和生物样本中频繁检出。这些化合物不仅威胁水生生物生存，还可能通过食物链影响人类健康。尽管已有研究报道其急性毒性，但长期暴露下的慢性毒性机制仍是未解之谜。尤其令人担忧的是，6PPDQ作为6PPD的环境转化产物，其毒性显著高于母体化合物，却缺乏系统性研究。

针对这一科学问题，华南农业大学的研究团队在《Environmental Science and Ecotechnology》发表重要成果。他们采用多学科交叉方法，通过28天慢性暴露实验结合14天消除期，首次阐明6PPD和6PPDQ在斑马鱼组织中的差异蓄积规律；整合转录组测序、分子对接、分子动力学（MD）模拟和表面等离子共振（SPR）技术，揭示二者通过直接结合过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）干扰脂糖代谢的分子机制。

关键技术方法
研究选用野生型AB系斑马鱼，设置0-8 μg L^-1环境相关浓度暴露组，通过LC-MS/MS定量组织蓄积量；采用Illumina HiSeq 6000平台进行肝脏转录组测序；借助GROMACS 2023.2进行200 ns分子动力学模拟；利用Biacore? T200系统测定化合物与hPPARγ的结合动力学；结合组织病理学、生化指标和行为学分析综合评价毒性效应。

3.1 毒代动力学特征
研究发现6PPD主要富集于肝脏（峰值9793.67±303.84 ng g^-1），而6PPDQ优先靶向脑组织（7664.02±277.56 ng g^-1），后者在脑中的蓄积量是前者的5.14倍。消除动力学显示6PPDQ在组织中滞留时间更长，其生物浓缩因子（BCF_k）在脑组织中显著高于其他组织。

3.2 生长抑制与肝损伤
三个月暴露后，8 μg L^-1 6PPDQ组导致斑马鱼体长显著缩短（P<0.01），肝体指数升高1.8倍。H&E染色显示6PPDQ组出现典型气球样变性和核固缩，油红O染色证实其诱导剂量依赖性脂滴积累（P<0.001），提示非酒精性脂肪肝（NAFLD）样病变。

3.3 代谢通路干扰
转录组分析发现6PPDQ组差异基因数（2780个）是6PPD组（1074个）的2.6倍。KEGG富集显示二者均显著影响PPAR信号通路，但6PPDQ特异性抑制糖酵解关键基因（hk1、gck等），同时上调脂肪酸合成酶（fasn、acaca）和胆固醇调节元件（srebf1/2）。生化检测验证6PPDQ组ATP含量降低38%（P<0.01），而甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）分别增加2.1倍和1.7倍。

3.8 PPARγ结合机制
MD模拟显示6PPDQ与zfPPARγ结合时引起更显著的构象变化（RMSF波动增加25%），其通过氢键锚定Arg338，疏水作用覆盖Ile391等关键残基。SPR测定其结合解离常数（K_D）为4.47×10^-7 M，亲和力是6PPD的15.3倍，这与Western blot显示的PPARγ蛋白下调52%（P<0.001）及炎症因子TNF-α/IL-6上调3.1-4.8倍的结果高度吻合。

这项研究首次系统阐明6PPD/6PPDQ通过劫持PPARγ通路诱发代谢紊乱的分子机制，突破性地发现6PPDQ虽在肝脏蓄积量较低，却因更强结合力导致更严重毒性。其创新性体现在：建立环境浓度与慢性毒性的剂量-效应关系；揭示氧化产物毒性高于母体化合物的结构-活性规律；提出PPARγ作为橡胶衍生污染物早期预警的生物标志物。研究成果为修订水质标准提供科学依据，并警示需加强对橡胶添加剂环境转化产物的监管。