网络毒理学联合转录组学与代谢组学揭示冈田酸(OKA)致LO2细胞肝毒性的p38 MAPK通路机制

本研究针对冈田酸(OKA)肝毒性机制不明的科学问题，通过整合网络毒理学、转录组学和代谢组学技术，发现OKA通过激活p38 MAPK信号通路诱导LO2细胞周期阻滞和凋亡，并扰乱半胱氨酸代谢、谷胱甘肽代谢等关键代谢途径。该研究为海洋生物毒素风险评估提供了多组学整合研究范式，论文发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》。

　　

海洋中的微藻毒素正日益威胁着人类食品安全和健康，其中冈田酸(Okadaic acid, OKA)作为腹泻性贝类中毒的主要致病因子，不仅能引发急性胃肠症状，更被发现可在肝脏长期蓄积。尽管已知OKA通过抑制蛋白磷酸酶2A(PP2A)产生毒性，但其导致肝细胞损伤的精确分子机制仍如"黑箱"。传统单一组学方法难以全面解析这种多靶点毒素的作用网络，而新兴的网络毒理学技术为破解这一难题提供了可能——它能像"分子侦探"一样追踪毒素-靶点-毒性间的复杂关联。

中国研究人员在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表的研究中，创新性地采用网络毒理学、RNA测序和UPLC-MS代谢组学"三管齐下"的策略。团队首先通过CCK-8检测和流式细胞术确认OKA的肝细胞毒性效应，随后运用MedChem Studio和STRING数据库构建蛋白互作网络，结合转录组测序(NovaSeq X Plus平台)和代谢组检测(Thermo UHPLC-Q Exactive HF-X系统)，最终通过qPCR和Western blot验证关键靶点。

在"OKA对LO2细胞的肝毒性"部分，研究发现1-2 μM OKA处理48小时后，细胞活力呈剂量依赖性下降，S期细胞周期阻滞和凋亡率显著增加。网络毒理学分析揭示了1529个关键相互作用，其中MAPK14(p38 MAPK)作为核心枢纽脱颖而出。转录组数据进一步佐证了这一发现：在4736个差异表达基因中，MAPK通路相关基因如MAP2K3、MAP3K14等显著上调，GSEA分析显示MAPK通路的NES值>2。

"p38 MAPK信号通路的关键作用"通过分子实验得到确证：Western blot显示p-p38表达显著升高，而p-ERK和p-JNK无显著变化。使用抑制剂SB203580阻断p38后，OKA的细胞毒性明显缓解，如同"按下毒性开关"。代谢组学则描绘出另一幅图景：498个差异代谢物中，半胱氨酸-蛋氨酸代谢和谷胱甘肽代谢通路严重紊乱，γ-谷氨酰二肽类物质异常波动，暗示氧化应激防御系统受损。

最引人注目的是"多组学整合分析"结果：网络药理学预测的MAPK通路与代谢组发现的三大关键代谢物(邻苯二甲酸二异辛酯、γ-谷氨酰谷氨酸、γ-谷氨酰谷氨酰胺)形成密切关联网络。这些代谢物中，前者可升高ROS水平，后两者则与谷胱甘肽循环密切相关，共同构成OKA致肝毒的"代谢指纹"。

该研究不仅首次阐明p38 MAPK通路是OKA肝毒性的核心传导机制，更开创性地建立了"网络预测-组学验证-机制解析"的研究范式。如同拼凑完整的分子拼图，这项工作为评估其他海洋生物毒素风险提供了标准化研究框架，其揭示的代谢标志物还有望成为临床监测的生物指标。未来研究可进一步通过类器官模型验证这些发现，并探索多种藻毒素的联合毒性效应。