基于网络毒理学探索乙酰柠檬酸三丁酯暴露对骨关节炎的潜在作用机制

本研究针对乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)的环境暴露可能加剧骨关节炎(OA)的机制空白，通过整合网络毒理学、分子对接和单细胞测序技术，首次鉴定出TP53/EZH2/HDAC1等6个核心靶点及甲状腺激素信号通路等关键通路，为环境污染物致OA的早期预警提供新靶点。

　　

随着塑料制品的广泛使用，乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)作为邻苯二甲酸酯类增塑剂的替代品，其迁移率高达79.8 mg/kg，远超安全阈值。近年研究发现ATBC可能通过干扰代谢诱发脂肪肝，在20 mg/kg/d剂量下会加剧糖尿病小鼠认知障碍，但关于其对骨关节健康的影响仍属未知。骨关节炎作为全球致残率最高的退行性关节疾病，每年造成美国医疗系统近3400亿美元负担，环境污染物是否通过表观遗传调控加速OA进展成为亟待解决的科学问题。

湖北中医药大学的研究团队在《Scientific Reports》发表最新研究，通过整合ChEMBL、GeneCards等6大数据库筛选出132个ATBC-OA共同靶点，结合STRING蛋白互作网络和cytoHubba插件鉴定出TP53、EZH2、HDAC1等6个核心靶点。采用分子动力学模拟证实ATBC与核心靶点结合能达-4.4至-6.1 kcal/mol，单细胞测序显示这些靶点在OA成纤维细胞亚群中差异表达。研究首次揭示ATBC可能通过组蛋白去乙酰化酶(HDAC)介导的染色质重塑和microRNA-218-5p/PIK3C2A轴加速软骨退化。

关键技术包括：1) 网络毒理学整合多数据库靶点筛选；2) 基于STRING和Cytoscape的PPI网络构建；3) GEO数据库单细胞转录组分析(GSE176308/GSE283080)；4) CB-Dock2分子对接；5) Gromacs 100 ns分子动力学模拟评估结合稳定性。

核心靶点筛选与验证

通过132个共同靶点的PPI网络分析，发现TP53与IL-38炎症调控、EZH2通过H3K27me3沉默SFRP1基因、HDAC1/2抑制miR-146a等关键机制。分子对接显示ATBC与EZH2形成氢键(313Arg/100Gln)和π键(103Trp)，结合能达-6.1 kcal/mol。

信号通路富集分析

KEGG分析揭示甲状腺激素信号通路(adj. P=7.17×10^-4)中DIO2基因异常可能破坏软骨细胞分化平衡，Notch通路(adj. P=4.69×10^-3)通过RBPjk依赖性调控参与关节稳态维持。

ceRNA调控网络

构建包含hsa-miR-218-5p/PIK3C2A等26个miRNA和55个lncRNA的调控网络，发现KCNQ1OT1可能通过miR-218-5p影响软骨细胞功能。

单细胞表达验证

GSE283080数据集显示HDAC2在炎症型OA(infla)成纤维细胞中高表达，提示其可能促进MMPs/ADAMTS(基质金属蛋白酶/聚蛋白多糖酶)分泌导致软骨基质降解。

研究结论指出，ATBC通过表观遗传调控(HDAC/SIRT1)和ceRNA网络形成"环境污染物-核心靶点-通路扰动"的级联效应，其中TP53-STAG1-p21轴介导的细胞衰老和Notch-RBPjk通路失衡是潜在干预靶点。该研究为环境污染物致OA的早期预警提供了首个理论框架，但需注意网络毒理学预测结果需通过类器官模型和队列研究进一步验证。