CYP19A1抑制剂的体外评估：改良H295R类固醇生成实验与商业化荧光酶抑制试剂盒的比较研究

本研究针对环境内分泌干扰物(EDCs)对芳香化酶(CYP19A1)的干扰机制，创新性地将商业化荧光酶抑制试剂盒与改良H295R细胞模型进行平行比较，系统评估21种化合物通过直接抑制或间接调控影响雌激素合成的双重作用模式，为完善内分泌干扰物风险评估体系提供了重要方法学参考。

　　

在当代环境健康研究中，芳香化酶(CYP19A1)作为雄激素向雌激素转化的关键限速酶，其功能紊乱与生殖障碍、骨质疏松甚至激素依赖性癌症密切相关。随着工业化进程加速，环境中潜在的内分泌干扰化学物(EDCs)通过何种机制干扰这一重要酶系，成为毒理学领域亟待破解的科学难题。传统评估方法面临重大挑战——细胞游离的酶活性检测虽能捕捉化合物与酶的直接相互作用，却无法反映细胞内的复杂调控网络；而基于H295R细胞的类固醇生成实验虽能呈现整体效应，但难以区分直接抑制与间接调控的贡献。这种"盲人摸象"式的研究现状，导致风险评估中可能出现假阴性或机制误判，正如已知的福司柯林(forskolin)案例所示：该物质在酶水平无抑制作用，却能通过细胞信号通路使芳香化酶活性暴增16倍。

丹麦环境保护署农药研究项目资助的研究团队在《Toxicology in Vitro》发表的重要工作中，设计了一套创新的平行实验方案。研究人员同步采用商业化荧光法芳香化酶抑制试剂盒（检测直接酶抑制）和改良版H295R类固醇生成实验（检测E2水平变化），对涵盖农药、药品和个人护理用品的21种化合物展开系统评估。关键技术包括：基于荧光底物转化的酶动力学检测、H295R细胞培养及类固醇激素定量分析、通过浓度梯度实验确定半数抑制浓度(IC₅₀)等参数。

Test chemicals

研究精选21种代表性化合物，包括已知抑制剂来曲唑(letrozole)作为阳性对照，所有物质均通过严格的质量控制，采用DMSO或乙腈(ACN)配制储备液以适应不同实验体系需求。

Results

数据揭示出五类显著不同的作用模式：第一类如酮康唑(ketoconazole)在两种模型中均显示抑制作用；第二类像某些三唑类化合物表现出酶活性抑制但意外升高H295R细胞的E2产量；第三类仅抑制酶活性不影响细胞E2水平；第四类不干扰酶功能却显著提升细胞E2产量；第五类则对两个系统均无影响。这种复杂的作用谱系首次系统揭示了化合物干扰雌激素合成的多重途径。

Discussion

该研究突破性地证实：单独使用任一种模型都可能导致30-40%潜在干扰物的漏检。特别值得注意的是，约28%测试物质（如部分紫外线过滤剂）在H295R模型中通过非经典机制调控E2水平，这些发现为修订现有测试指南提供了实证基础。研究团队强调，将快速筛查的酶抑制试剂盒与能捕捉整体效应的H295R细胞模型联用，可形成优势互补，尤其适用于大规模环境化合物初筛。

这项研究的意义不仅在于建立更精准的评估框架，其提出的"五分类"作用机制模型，为理解EDCs的复杂内分泌干扰模式提供了全新视角。从公共卫生角度，该成果有助于识别那些可能通过非直接抑制途径干扰雌激素稳态的隐形环境风险因子，对完善化学品安全评估体系具有重要实践价值。研究揭示的化合物结构-活性关系，还将为设计更安全的替代化学品提供分子层面的指导。