网络毒理学与生物信息学整合揭示2,2′,4,4′-四溴二苯醚神经发育毒性新机制
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时间:2025年09月27日
来源:Computational Toxicology 2.9
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本综述通过整合网络毒理学与生物信息学方法,系统阐明了环境污染物PBDE-47通过干扰TP53、AKT1、MAPK1等核心靶点,破坏HIF-1与甲状腺激素信号通路双向平衡,进而导致神经元分化异常、突触可塑性缺陷及髓鞘形成障碍的神经发育毒性机制,为环境污染物健康风险评估提供了新范式。
计算毒性分析(Computational toxicity profiling of PBDE-47)
采用ProTox 3.0和ADMETlab 3.0在线平台对PBDE-47的毒性特征进行 computational 分析。所有化合物均使用标准SMILES notations进行评估,毒性预测通过各平台专有算法生成。
PBDE-47靶点识别(Identification of PBDE-47 targets)
基于SMILES和SDF结构数据,通过SwissTargetPrediction、PharmMapper及SEA数据库预测PBDE-47的潜在作用靶点,最终从4070个候选靶点中筛选出902个与神经发育障碍(ND)相关的基因。
PBDE-47毒性预测(Toxicity prediction of PBDE-47)
产前PBDE-47暴露水平(几何均值,95%置信区间)测定结果为:实测值15.5(13.9–17.7)ng/g,回溯计算值15.6(14.4–16.8)ng/g,综合估计值15.6(14.6–16.7)ng/g。关键发现表明,产前暴露与神经发育结局的关联强度显著高于儿童期暴露,提示产前期可能是环境化学物干扰神经发育的关键窗口期。
本研究通过网络毒理学与分子对接技术联用,系统揭示了PBDE-47诱导神经发育毒性的关键分子机制。研究发现该环境毒物可能通过干扰TP53、AKT1、MAPK1等核心蛋白功能,破坏HIF-1信号通路(HIF-1 signaling pathway)和甲状腺激素信号通路(Thyroid hormone signaling pathway)的正常调控,从而引发神经元损伤、突触功能障碍及髓鞘形成异常等系列病理过程。拓扑分析进一步验证了这些靶点在神经发育调控网络中的枢纽地位。
综上,本研究通过多学科方法整合证实:环境污染物PBDE-47通过干扰TP53、AKT1、MAPK1等关键靶点,破坏HIF-1/甲状腺激素信号网络的双向平衡,进而导致神经元分化受损、突触可塑性缺陷及髓鞘形成异常。这些发现系统阐明了PBDE-47增加神经发育障碍风险的毒理学机制。
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