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QNZ通过抑制NF-κB通路缓解PFOA诱导的甲状腺细胞毒性:多组学分析与分子机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月22日 来源:Journal of Environmental Sciences 5.9
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本研究针对全氟辛酸(PFOA)引发的甲状腺细胞毒性问题,通过NF-κB抑制剂QNZ(EVP4593)干预,结合分子对接、Western blot等技术,揭示QNZ通过竞争性抑制PFOA与NF-κB结合,下调凋亡蛋白(P53、BAX等)表达,将1μmol/L PFOA处理的正常细胞比例提升9.68%,为环境污染物毒性干预提供新策略。
全氟辛酸(PFOA)作为一种持久性环境污染物,已在水体、土壤甚至人体血液中被广泛检出。这种具有内分泌干扰特性的化学物质,能通过食物链在生物体内富集,尤其对甲状腺功能产生显著影响。甲状腺作为人体最大的内分泌腺体,其分泌的甲状腺激素(T3/T4)调控着机体的生长发育和代谢平衡。近年研究发现,PFOA暴露会导致斑马鱼心跳异常、大鼠甲状腺细胞(FRTL-5)凋亡增加等毒性效应,但其对人类甲状腺滤泡上皮细胞(Nthy-ori3-1)的具体毒理机制仍不明确。更关键的是,目前尚缺乏有效缓解PFOA毒性的干预手段。
针对这一科学问题,中国的研究团队在《Journal of Environmental Sciences》发表重要研究成果。该研究创新性地采用NF-κB通路抑制剂QNZ(又称EVP4593)进行干预,通过多维度实验验证发现:QNZ能显著改善PFOA诱导的细胞损伤,使1μmol/L PFOA处理的正常细胞比例从74.06%提升至83.74%。分子机制研究表明,QNZ通过竞争性阻断PFOA与NF-κB蛋白的结合,进而抑制下游凋亡相关蛋白(P53、BAX等)的表达。这项研究不仅阐明了PFOA的毒性机制,更为环境污染物所致内分泌紊乱的临床干预提供了潜在治疗靶点。
研究主要采用以下关键技术:细胞活性检测(CCK-8法)、乳酸脱氢酶(LDH)活性测定、流式细胞术检测凋亡、分子对接与分子动力学模拟、Western blot蛋白分析、实时定量PCR(qPCR)以及酶联免疫吸附试验(ELISA)。所有实验均以人甲状腺滤泡上皮细胞系Nthy-ori3-1为研究对象。
【Cytotoxicity of PFOA exposure】
实验显示100μmol/L PFOA使细胞活力降低35%,LDH活性增加2倍。低浓度PFOA(1-10μmol/L)仅引起轻微凋亡,但100μmol/L时凋亡显著增加。
【Oxidative stress assessment】
100μmol/L PFOA paradoxically提升抗氧化酶(T-SOD、CAT、GSH、T-AOC)活性,但细胞内ROS水平持续升高,证实氧化应激是PFOA毒性的关键机制。
【Molecular docking and dynamics】
分子对接显示QNZ与NF-κB的结合能(-8.1 kcal/mol)优于PFOA(-6.3 kcal/mol),分子动力学证实QNZ能稳定占据NF-κB的DNA结合域。
【Western blot and qPCR】
QNZ预处理显著下调P53、TNF-α、BAX、Caspase-3等凋亡相关蛋白及基因表达,同时上调抗凋亡蛋白BCL-2。
【Hormone secretion】
ELISA检测发现PFOA促进T3/T4异常分泌,而QNZ可部分逆转这种内分泌干扰效应。
结论部分明确指出,PFOA通过诱导氧化应激-炎症-凋亡级联反应损害甲状腺细胞功能。QNZ作为NF-κB通路抑制剂,通过三重保护机制发挥作用:竞争性抑制PFOA与NF-κB结合、下调促凋亡信号、维持抗氧化系统平衡。特别值得注意的是,在100μmol/L高浓度PFOA暴露下,细胞出现"抗氧化酶代偿性激活"的特殊现象,这为理解污染物剂量-效应关系提供了新视角。
该研究的创新性体现在:首次系统阐明QNZ缓解PFOA毒性的分子机制;发现PFOA对甲状腺激素分泌的双向调控作用;提出NF-κB通路作为环境污染物干预的潜在靶点。这些发现不仅为甲状腺疾病的防治提供理论依据,也为开发新型环境污染物解毒剂奠定了实验基础。研究获得国家重点研发计划(2023YFC3207000)和湖南省科技创新计划(2024RC1008)支持,具有重要的公共卫生价值。
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