溴吡咯腈类杀虫剂三氯吡啶(Tralopyril)通过多通路调控诱导太平洋牡蛎肠炎的分子机制:网络毒理学与实验验证

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Pesticide Biochemistry and Physiology 4

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  本研究针对新型杀虫剂三氯吡啶(TP)对水生生物及人类肠道健康的潜在威胁,通过整合网络毒理学、分子对接和急性暴露实验,首次系统揭示TP通过IL-17/NF-κB/MAPK通路激活炎症反应、干扰泛素-蛋白酶体系统(UPS)和SIRT1-NAD+信号通路诱导牡蛎肠炎的分子机制,为评估其生态风险及制定食品安全标准提供理论依据。

  

随着全球工业化进程加速,溴吡咯腈类杀虫剂三氯吡啶(TP)因其高效广谱特性被广泛使用,但其环境残留引发的生态安全问题日益凸显。作为典型滤食性生物,太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)极易富集水中污染物,而TP在海洋环境中的平均浓度已达0.4μg/L,可能通过食物链威胁人类健康。更令人担忧的是,近年来贝类消费相关的肠道疾病发病率显著上升,但环境污染物致肠炎的具体机制仍是未解之谜。

针对这一科学难题,山东大学海洋学院的研究团队在《Pesticide Biochemistry and Physiology》发表创新性研究,首次采用"计算预测-实验验证"闭环策略,揭示TP诱导牡蛎肠炎的多通路分子机制。研究通过TargetNet等数据库筛选288个TP作用靶点,结合GeneCards获取的9616个肠炎相关靶点,构建蛋白互作网络识别出CDK2、CDK1等6个核心靶基因;运用分子对接证实TP与这些靶点具有强结合力(结合能<0);通过急性暴露实验发现TP能显著激活IL-17通路,进而上调NF-κB和MAPK信号转导,引发促炎因子风暴。

关键技术包括:1)基于ChemView和SwissTargetPrediction的靶点预测;2)STRING数据库构建蛋白互作网络;3)Cytoscape拓扑分析识别核心基因;4)分子对接验证结合活性;5)牡蛎急性暴露实验验证通路变化。

【Identification of potential targets】
通过多数据库联合分析鉴定出165个TP-肠炎交叉靶点,在牡蛎中发现83个同源基因。PPI网络拓扑分析揭示这些靶点主要富集于细胞周期调控(CDK2、CDK1)、表观遗传修饰(EZH2)和凋亡通路(CASP3、IAP)。

【Discussion】
研究发现TP通过三重机制破坏肠道稳态:1)激活IL-17/NF-κB/MAPK级联反应,促使TNF-α等促炎因子过量表达;2)扰乱泛素-蛋白酶体系统(UPS),导致细胞周期蛋白异常降解;3)抑制AMPK/SIRT1-NAD+通路,诱发氧化应激。分子对接显示TP与CDK2结合能达-8.7kcal/mol,证实其直接干预细胞周期。

【Conclusion】
该研究创新性阐明TP通过"炎症-蛋白降解-能量代谢"网络交叉作用诱发肠炎的分子机制,特别揭示溴吡咯腈类化合物可能通过保守通路影响人类肠道健康。研究成果不仅为评估TP的环境风险提供新视角,也为开发靶向干预策略奠定理论基础,对保障水产食品安全具有重要实践价值。

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