PCB52诱导心脏毒性的潜在靶点与机制研究：网络毒理学与斑马鱼实验证据的整合分析

为解决环境污染物2,2′,5,5′-四氯联苯(PCB52)的心脏毒性机制不明的问题，研究人员通过整合网络毒理学预测和斑马鱼实验验证，筛选出STAT1、NFKB1等12个核心靶点，揭示其通过氧化应激-NF-κB/MAPK-凋亡级联反应导致心包水肿和心率下降。该研究为环境污染物心脏毒性机制研究提供了新范式。

　　

在环境污染与健康风险研究领域，多氯联苯(PCBs)作为典型的持久性有机污染物(POPs)持续引发关注。其中非二噁英样多氯联苯(NDL-PCBs)虽不直接具有二噁英样毒性，却因其环境持久性和生物累积性构成重大生态健康隐患。流行病学调查显示，血清NDL-PCBs水平升高与冠心病风险增加显著相关，但具体分子机制仍不明确。特别是低氯代同系物PCB52，因其高环境迁移性和生物富集性成为环境中广泛存在的污染物，然而其心脏毒性机制研究仍属空白。

针对这一科学问题，南京师范大学的研究团队创新性地采用"干湿结合"的研究策略，将网络毒理学预测与斑马鱼实验验证相结合，系统探究了PCB52诱导心脏毒性的分子机制。研究成果发表在环境健康领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上，为环境污染物健康风险评估提供了重要科学依据。

研究主要运用了以下关键技术方法：通过网络毒理学从多数据库筛选PCB52与心脏毒性相关靶点；利用Cytoscape构建蛋白质相互作用(PPI)网络并通过7种算法识别核心基因；采用分子对接验证PCB52与核心蛋白的结合能力；建立斑马鱼胚胎暴露模型评估心脏表型变化；结合剂量依赖性转录组学和基准剂量(BMD)分析筛选敏感通路。

研究结果部分，首先通过"PCB52诱导心脏毒性的潜在靶点鉴定与富集分析"发现150个潜在靶点，富集分析显示这些靶点显著参与氧化应激、凋亡和NF-κB激活等过程。在"核心基因的鉴定与富集分析"中，研究人员通过7种拓扑算法交叉验证，确定了STAT1、TP53、NFKB1等12个核心基因，这些基因显著富集于NF-κB相关通路。分子对接分析证实PCB52与核心蛋白如MTOR、PARP1等具有高亲和力结合。

"PCB52暴露斑马鱼的实验研究与转录组分析"部分显示，PCB52暴露导致斑马鱼胚胎出现剂量依赖性的心包水肿(PE)、心率下降和窦房-动脉球(SV-BA)距离增加等心脏表型异常。转录组分析进一步揭示MAPK信号通路和凋亡通路是最敏感的响应通路，其BMD值低于10 μg/L。

在"通过网络毒理学和剂量依赖性转录组分析阐明PCB52诱导心脏毒性的分子机制"部分，研究整合多组学数据提出机制级联：PCB52暴露诱发活性氧(ROS)爆发，通过激活NF-κB通路促进炎症因子释放，进而与ROS协同激活MAPK家族的JNK/p38通路，最终导致心肌细胞凋亡和心脏功能障碍。

研究结论与讨论强调，该工作首次系统揭示了PCB52通过氧化应激-NF-κB/MAPK-凋亡级联反应诱导心脏毒性的分子机制，不仅为环境污染物健康风险评估提供了新靶点，也展示了网络毒理学与模式生物实验相结合的研究策略在毒性机制解析中的优势。值得注意的是，虽然斑马鱼与人类基因组具有87%的同源性，但后续仍需在哺乳动物模型中验证这些发现。此外，研究提出的机制级联中各通路的相互作用关系有待更深入的实验证据支持。该研究为环境污染物心脏毒性的早期预警和干预提供了重要理论基础，对制定更精准的环境健康标准具有指导意义。