2,6-二氯-1,4-苯醌（DCBQ）通过整合转录组与代谢组分析揭示肾近端小管上皮细胞失巢凋亡的诱导机制

本研究针对饮用水消毒副产物2,6-二氯-1,4-苯醌（DCBQ）的肾毒性机制不明问题，通过整合转录组学和代谢组学技术，结合RPTEC/TERT1细胞模型，发现DCBQ通过抑制PI3K/AKT和Ras/ERK信号通路，诱导细胞失巢凋亡（anoikis）及细胞外基质（ECM）稳态失衡。该研究为新兴污染物的健康风险评估提供了双组学分析范式，揭示了DBPs致肾损伤的ECM依赖新机制。

　　

研究背景与意义
饮用水消毒副产物（DBPs）是公共卫生领域长期关注的隐形威胁，其中卤代苯醌类（HBQs）因高毒性且缺乏研究备受瞩目。2,6-二氯-1,4-苯醌（DCBQ）作为HBQs中最常检出的成员，虽在自来水中浓度仅为ng/L级，但其在肝脏、心脏等器官的毒性已有报道。然而，作为DCBQ主要代谢场所的肾脏，其损伤机制仍是空白。更关键的是，传统毒性评估多聚焦于氧化应激或DNA损伤，而细胞-微环境互作这一核心生物学过程长期被忽视。

研究设计与方法
同济大学研究人员采用人肾近端小管上皮细胞系RPTEC/TERT1，通过CCK-8和细胞周期实验筛选毒性剂量后，整合转录组与代谢组数据，锁定ECM重构和失巢凋亡关键表型。后续通过线粒体膜电位检测、信号通路蛋白分析（Western blot）等验证DCBQ对PI3K/AKT和Ras/ERK通路的抑制作用。

研究结果

1. DCBQ暴露诱导细胞活力异常与周期阻滞
   CCK-8实验显示DCBQ的EC₅₀
   为407.3 μM，EC₁₀
   为45.25 μM。细胞周期分析表明G1/S期阻滞，伴随周期调控基因CCNE2、MYBL2和CCND1表达异常。

2. 双组学揭示ECM与失巢凋亡关联
   转录组发现细胞黏附相关基因（如整合素家族）显著下调，代谢组显示ECM组分（如透明质酸）代谢紊乱。KEGG富集提示PI3K/AKT和MAPK通路是关键调控节点。

3. 实验验证DCBQ触发失巢凋亡
   JC-1染色证实线粒体膜电位崩溃，流式细胞术检测到凋亡率升高。Western blot显示p-AKT和p-ERK1/2蛋白水平降低，证实两条通路被DCBQ抑制。

结论与讨论
该研究首次阐明DCBQ通过双重机制导致肾损伤：一方面直接破坏线粒体功能，另一方面通过抑制PI3K/AKT和Ras/ERK通路削弱细胞-ECM黏附，诱发失巢凋亡。这一发现不仅拓展了对DBPs肾毒性的认知边界，更创新性地提出ECM稳态失衡可能是HBQs类污染物致癌潜能的早期事件。研究采用的"组学驱动-机制验证"策略，为评估其他新兴污染物的综合健康风险提供了方法论参考。

局限与展望
文中指出RPTEC/TERT1细胞对DCBQ的耐受性高于其他器官细胞系，提示肾脏可能具有独特的解毒机制，这为后续比较毒理学研究指明方向。此外，DCBQ在真实水体中常与其他DBPs共存，复合暴露效应值得深入探索。