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甲基-4-羟基苯甲酸(MEP)与阿尔茨海默病的因果关联及多组学机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月07日 来源:Toxicology Research 2.1
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本研究针对环境污染物甲基-4-羟基苯甲酸(MEP)与阿尔茨海默病(AD)的潜在关联展开创新性探索。研究人员通过孟德尔随机化(MR)分析首次证实MEP暴露与AD发病存在显著正相关(OR=1.08),结合网络毒理学和多组学技术鉴定出EGFR、MAPK3等6个核心靶点,揭示MEP可能通过神经炎症、钙信号等通路促进AD进展,为环境因素致AD机制提供新证据。
阿尔茨海默病(AD)作为威胁老年人健康的"沉默杀手",其发病率预计将在205年翻倍,但致病机制至今未明。传统研究多聚焦于遗传因素,然而环境污染物这一"隐形推手"的作用长期被低估。甲基-4-羟基苯甲酸(Methyl-4-hydroxybenzoic acid, MEP)作为食品、药品中广泛使用的防腐剂,已在人体体液和组织中普遍检出,最新证据显示其在AD患者肝脏和脂肪组织中存在特异性蓄积,暗示其可能参与神经退行性病变。但MEP与AD是否存在因果关联?其分子机制如何?这些关键问题亟待解答。
云南大学附属医院中医科的研究团队在《Toxicology Research》发表突破性成果,首次通过多学科交叉策略揭示MEP促进AD发展的"罪证链"。研究整合孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)、网络毒理学和单细胞测序等技术,证实MEP暴露可使AD风险提升8%,并锁定EGFR、TP53等6个核心靶点,阐明其通过干扰神经信号传导和激活神经炎症的致病机制。
研究采用三大关键技术:1)基于欧洲人群GWAS数据的双向孟德尔随机化分析(样本量8,285-487,511);2)整合ChemBL、WGCNA和GeneCards数据库构建198个MEP-AD交叉靶点网络;3)结合AlzData数据库和UCSC单细胞图谱解析核心基因的脑区特异性表达模式。分子 docking 验证显示MEP与EGFR等靶点结合能≤-5.0 kcal/mol,形成稳定氢键复合物。
MEP作为AD潜在风险因素的MR证据
通过21个SNP作为工具变量(F值29.7-2008.9),IVW分析显示MEP与AD存在显著正相关(p=0.0009),MR-Egger和加权中位数法结果一致。敏感性分析证实无水平多效性(p>0.05)和异质性(Cochran's Q p>0.05),留一法验证结果稳健。
核心靶标网络的构建与验证
WGCNA分析发现Pink模块(r=0.81)与AD表型最强相关,差异表达基因分析筛选出1,343个DEGs。最终获得99个MEP-AD交叉基因,PPI网络识别出EGFR、ESR1、MAPK3、MMP9、PTGS2和TP53六个核心靶点。分子对接揭示MEP与EGFR的THR-854(2.1?)、TP53的LYS-438(2.0?)等形成稳定氢键。
多组学机制解析
单细胞分析显示EGFR在星形胶质细胞(Ast)和血管内皮细胞高表达,MAPK3广泛分布于神经元亚群。功能富集显示核心基因涉及神经活性配体-受体相互作用(KEGG通路)、GPCR信号(Reactome通路)等。特别发现PTGS2在颞叶皮层显著下调,可能影响抗炎介质合成。
这项研究首次建立MEP暴露与AD的因果链条,突破性发现体现在三方面:1)为环境污染物致AD理论提供Level 1遗传证据;2)绘制MEP多靶点作用网络,揭示其通过干扰EGFR/MAPK3信号轴加剧神经炎症的新机制;3)提出TP53功能失活可能是连接环境暴露与神经元凋亡的关键环节。研究成果不仅为AD预防提供新靶点——减少MEP暴露可能成为潜在干预策略,更创新性地将环境流行病学与计算毒理学方法结合,为研究其他污染物-疾病关联建立范式。值得注意的是,MAPK3在AD相关脑区表达量变化与tau蛋白磷酸化水平显著相关(r=0.686),这一发现为理解环境因素如何影响AD病理标志物提供重要线索。未来研究可进一步探索MEP剂量-效应关系,并开发针对EGFR/MMP9双靶点的抑制剂。
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