基于计算与实验联用策略揭示甲硫威激活雌激素受体α（ERα）促脂质积累的作用机制

为解决农药甲硫威（methiocarb）潜在的内分泌干扰效应与脂代谢紊乱的关联问题，研究人员通过分子对接、分子动力学模拟和ERα报告基因实验证实其通过氨基基团与ERα结合激活转录活性，并在3T3-L1脂肪细胞中验证其通过上调PPARγ/C/EBPα/FAS/SREBP1等转录因子诱导ERα依赖性脂质积累。该研究为农药风险评估提供了非动物测试新策略。

　　

在农业生产中广泛使用的氨基甲酸酯类农药甲硫威（methiocarb），自20世纪60年代起就被用作杀虫剂、杀螨剂和鸟类驱避剂。尽管其急性毒性低于有机氯和有机磷农药，但近年研究发现其可能通过干扰雌激素受体（Estrogen Receptor, ER）信号通路影响脂质代谢。更令人担忧的是，环境监测数据显示甲硫威在地下水、河流甚至水果中的残留量不容忽视——例如在橙子中平均含量达20.73 μg/kg，葡萄酒中也有0.84 μg/kg的检出。这种持续低剂量暴露是否会通过内分泌干扰作用导致肥胖等代谢性疾病，成为摆在科学家面前的重要课题。

针对这一科学问题，韩国忠南大学（Chung-Ang University）生物技术与自然资源学院的Da-Hyun Jeong、Hee-Seok Lee等研究人员开展了一项创新性研究。他们采用计算与实验相结合的"干湿实验"策略，首次系统阐明了甲硫威通过特异性激活雌激素受体α（ERα）促进脂质积累的分子机制。这项重要成果发表在环境健康领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。

研究团队首先运用Schr?dinger分子模拟平台进行计算机辅助药物设计：通过分子对接预测甲硫威与ERα（PDB ID: 1ERE）的结合模式，采用密度泛函理论（DFT）分析其分子轨道特性，并进行500 ns的分子动力学模拟评估复合物稳定性。实验验证方面，采用OECD测试指南No.455推荐的ERα-HeLa-9903细胞系进行报告基因实验，并通过3T3-L1脂肪细胞分化模型结合选择性拮抗剂MPP（甲基哌啶吡唑）验证ERα依赖性作用。

分子对接结果显示，甲硫威以-5.139 kcal/mol的对接分数与ERα结合，主要通过与Leu387的氨基相互作用。MM/GBSA计算结合自由能达-48.69 kcal/mol，虽低于内源性配体雌二醇（E2，-62.60 kcal/mol），但显著高于环境雌激素双酚A（BPA，-53.74 kcal/mol）。500 ns分子动力学模拟中，ERα-甲硫威复合物的RMSD（均方根偏差）稳定在2.57 ?，表明形成稳定复合物。

在细胞实验中，甲硫威在-5 log M浓度下即显著激活ERα转录活性（PC₁₀=-5.15±0.18）。更关键的是，10 μM甲硫威处理使3T3-L1细胞脂滴积累增加1.5倍，这种效应可被ERα拮抗剂MPP抑制23.7%，而糖皮质激素受体（GR）拮抗剂RU-486或ERβ拮抗剂PHTPP则无此作用，证实其ERα特异性。分子机制研究表明，甲硫威显著上调PPARγ、C/EBPα等成脂转录因子和FAS、SREBP1等脂生成关键酶的表达，这些变化同样可被MPP逆转。

这项研究具有多重重要意义：首次证实甲硫威作为ERα部分激动剂通过基因组途径促进脂质积累，为理解农药暴露与代谢紊乱的关联提供了新视角；建立的"计算预测-体外验证"研究范式，为评估结构类似农药的内分泌干扰效应提供了高效策略。值得注意的是，尽管当前EFSA基于传统毒理学终点未将甲硫威归类为内分泌干扰物，但本研究揭示的ERα激活机制提示需要重新审视其风险评估框架。研究人员特别指出，环境相关浓度下的长期暴露效应、与其他核受体（如AR）的交叉作用等科学问题仍需进一步探索。这些发现不仅为农药监管提供了科学依据，也为开发更安全的替代化合物指明了结构优化方向。