基于逆向结局通路的磷酸三(1,3-二氯丙基)酯神经发育毒性研究：聚焦膜甲状腺激素受体integrin αv β3 激活机制

本研究针对有机磷酸酯(OPEs)通过integrin αv β3 膜受体介导神经发育毒性的机制空白，以TDCPP为模型化合物，结合斑马鱼模型和AOP框架，揭示其通过MAPK/钙信号通路导致运动神经元损伤的行为学改变，构建了首个定量响应-响应关系模型，为新兴污染物的神经毒性风险评估提供新范式。

　　

随着溴化阻燃剂因环境持久性被逐步淘汰，有机磷酸酯(OPEs)作为替代品产量激增，其环境残留引发的健康风险引发关注。其中，磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCPP)在水体中浓度可达数十μg/L，流行病学研究已发现其与儿童神经发育异常的关联。然而，传统研究多聚焦于核受体介导的甲状腺干扰机制，对膜受体integrin α_v
β₃
这一潜在靶点的作用机制认识不足。该受体在神经发育中具有双重功能：既是甲状腺激素非基因组作用的媒介，又通过调控细胞外基质(ECM)相互作用参与神经元突触可塑性和轴突导向。

北京师范大学的研究团队在《Environmental Chemistry and Ecotoxicology》发表的研究，创新性地采用逆向结局通路(AOP)框架，以斑马鱼为模型，整合行为学分析、双光子显微成像、转录组测序和放射性配体结合实验等技术。通过构建integrin α_v
β₃
基因敲除品系，结合MAPK通路抑制剂(PD98059/SB202190)和钙通道阻滞剂(R-(+)-Bay K 8644)的阻断实验，系统解析了TDCPP的神经发育毒性机制。

研究结果显示：

1. TDCPP诱导斑马鱼幼虫运动行为异常：400-600 μg/L暴露显著降低运动距离(82.56 μg/L BMDL值)并增加静止频率，200 μg/L即影响平均速度。
2. 运动神经元发育缺陷：转基因品系Tg(hb9:GFP)显示50 μg/L TDCPP即可抑制轴突生长(25.95 μg/L BMDL值)，荧光强度和神经元数量随剂量递减。
3. 转录组揭示核心通路：KEGG分析发现MAPK信号(18.58 μg/L BMDL值)、钙信号(19.30 μg/L BMDL值)和ECM-受体互作通路(4.03 μg/L BMDL值)显著富集，PPI网络锁定integrin α_v
   β₃
   为枢纽节点。
4. 受体结合验证：放射性竞争实验证实TDCPP与斑马鱼integrin α_v
   β₃
   结合活性(RIC₂₀
   =81.01 μg/L)，分子对接显示其-P=O基团与受体形成氢键。
5. 机制阻断实验：RGD肽竞争性抑制及基因敲除均可逆转神经损伤，ERK/p38抑制剂特异性挽救表型，证实通路特异性。

研究创新性构建了"integrin α_v
β₃
结合→MAPK/钙信号激活→轴突生长抑制→运动障碍"的定量AOP模型，首次确立膜受体介导的OPEs神经毒性路径。该发现不仅解释了TDCPP在环境相关浓度(3.83 μg/L BMDL)下的作用机制，更为同类化合物风险评估提供了可量化的预测工具。值得注意的是，研究揭示的integrin α_v
β₃
靶点具有结构特异性，其-P=O特征基团为OPEs类物质的预警筛查提供了分子标记。尽管仍需哺乳动物模型验证，这项工作为完善神经发育毒性AOP知识库作出了实质性贡献，对制定基于分子起始事件的化学品风险管理策略具有重要指导价值。