《Journal of Hazardous Materials Advances》：Bridging environmental and lifestyle risks: Intermittent high-dose ethanol exposure potentiates perfluorooctanoic acid-induced epithelial-to-mesenchymal transition-like remodeling in human renal organoids through oxidative stress-associated pathways
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全氟辛酸（perfluorooctanoic acid, PFOA）与乙醇对肾脏健康构成显著毒理学风险。研究人员利用人肾类器官建立了长期暴露模型。PFOA 诱导氧化应激，该效应在乙醇共暴露下被放大。此种应激与极性丧失及上皮-间质转化（epithelial-to
全氟辛酸（perfluorooctanoic acid, PFOA）与乙醇对肾脏健康构成显著毒理学风险。研究人员利用人肾类器官建立了长期暴露模型。PFOA 诱导氧化应激，该效应在乙醇共暴露下被放大。此种应激与极性丧失及上皮-间质转化（epithelial-to-mesenchymal transition, EMT）样表型改变相关。该毒理学模型代表一种“One Health”风险评估框架。
研究背景与问题：全氟和多氟烷基物质（PFAS）是持久性环境污染物，PFOA 因分布广、稳定性高、生物半衰期长而受到关注。流行病学研究将其与多种急慢性健康损害关联，肾脏因参与外源物滤过和重吸收而尤为易感。PFOA 可在脂质较少组织中蓄积，并与估算肾小球滤过率下降及肾细胞癌风险相关。乙醇既是普遍生活方式因素，也可作为环境污染物与 PFAS 共检出。既往毒理学研究多分别评估 PFAS 或乙醇，常采用啮齿动物或二维（2D）肾细胞培养，难以模拟人类长期、重复、低剂量或共暴露反应；对上皮极性丧失、氧化应激和 EMT 等早期事件研究不足。因此，研究人员提出：乙醇可作为氧化还原活性增强因素，放大 PFOA 诱导的肾脏结构和分子损伤。
研究人员利用工程化三维（3D）人肾近端小管类器官，模拟低剂量 PFOA 与间歇性高剂量乙醇的长期重复共暴露，系统评估氧化信号放大、极性丧失和早期 EMT 样重塑之间的关联。研究结论表明，PFOA 与乙醇共暴露可放大氧化应激信号，破坏上皮极性，并诱导 EMT 样表型重塑；该模型可作为混合物毒性评估工具，支持基于“One Health”的混合物风险评估。
关键技术方法概括：研究使用 RPTEC/TERT1 人肾近端小管细胞系（ATCC? CRL-4031?），采用无支架 ORG 3D 培养体系构建人肾近端小管类器官。先通过 2D WST-1 毒性筛选确定亚细胞毒性浓度，即 2.5% 乙醇、2 或 10 μM PFOA。随后进行 21 天重复剂量共暴露，每 3 天更换处理液。终点采用免疫荧光和高内涵成像评估蛋白定位与表型，Western blot 定量标志物，并使用 Shapiro–Wilk 检验、one-way ANOVA 及 Holm–?idák 多重校正进行统计分析。本研究无人类样本队列，细胞来源为 ATCC。
研究结果：
3.1 建立并验证延长、重复剂量共暴露人肾类器官模型。通过 2D 活力筛选确认乙醇和 PFOA 所选浓度非致死且亚细胞毒性，并建立 3D 类器官 21 天重复暴露流程。对照类器官显示基底外侧 Na
+/K
+-ATPase、顶端水通道蛋白 1（AQP1）及细胞连接处 E-cadherin 表达，说明模型保留上皮极性和分室化结构。
3.2 延长、重复剂量 PFOA 和乙醇共暴露损害肾近端小管类器官上皮极性、膜转运体表达和细胞骨架结构。免疫荧光显示，PFOA 尤其 10 μM 时导致 Na
+/K
+-ATPase 和 AQP1 极性分布丧失，乙醇共处理进一步加剧；有机阴离子转运体（OAT）表达降低且膜定位紊乱，F-actin 断裂。Western blot 证实 Na
+/K
+-ATPase、AQP1 和 OAT 蛋白水平下降，高剂量 PFOA 与共暴露组最明显。结论为 PFOA 损害上皮极性和转运体定位，乙醇放大这些效应。
3.3 延长、重复剂量 PFOA 和乙醇共暴露显著放大氧化应激信号和脂质过氧化。免疫荧光显示 8-羟基-2′-脱氧鸟苷（8-OHdG）在各处理组无显著变化，提示核 DNA 氧化不是此亚细胞毒性浓度下的主导损伤。Western blot 显示脂质过氧化标志物 4-羟基壬烯醛（4-HNE）在高剂量 PFOA 组升高，并在 PFOA + 乙醇共暴露组最高。血红素加氧酶-1（HO-1）呈 PFOA 剂量依赖性升高，共暴露进一步增强，且与细胞骨架紊乱并存。结论为共暴露引发持续严重氧化应激，主要表现为脂质膜损伤和抗氧化酶代偿。
3.4 延长、重复剂量 PFOA 和乙醇共暴露与人肾近端小管类器官 EMT 样表型重塑相关。免疫荧光显示 E-cadherin 在 10 μM PFOA 组显著减少并失去膜定位，乙醇共暴露进一步加剧；N-cadherin 和 S100A4 升高，伴细胞骨架重塑。Western blot 证实 E-cadherin 降低，N-cadherin、波形蛋白（vimentin）、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和 S100A4 升高，共暴露组变化最显著。结论为 PFOA 诱导 EMT 样重塑，乙醇增强该过程，氧化应激可能是潜在机制之一。
讨论部分总结：研究人员利用人肾近端小管类器官解析低剂量 PFOA 与间歇性高剂量乙醇长期重复共暴露的毒效动力学。PFOA 环境分布广，人类半衰期约 3–5 年，职业暴露人群血清浓度中位数和最大值可约为 1.2 μM 和 24 μM，因此 2–10 μM 用于近似高暴露人群系统上限；2.5% 乙醇约 428 mM，代表间歇性高剂量或暴饮模式，而非慢性低剂量饮酒。21 天重复剂量模型符合新方法学（NAMs）框架，可评估累积毒性。机制上，结构塌陷与核 DNA 损伤无关，而与脂质过氧化和 HO-1 代偿性诱导相关；乙醇可能作为氧化还原活性放大器，降低 PFOA 诱导脂质膜损伤阈值，并与促纤维化 EMT 样表型相关。AQP1 和 OAT 下调或错位可能早于滤过和清除功能受损。研究局限包括：3D 终点未直接测活力或死亡；未直接量化 3D 培养基中乙醇和 PFOA 浓度；模型缺乏微血管和免疫细胞；未测过滤或清除功能；静态培养缺乏流体剪切；未用抗氧化或脂质过氧化抑制剂进行救援验证因果；未评估 Snail、Slug、Twist 及 TGF-β、Wnt 等上游通路。
研究结论翻译：总体而言，研究人员的数据直接证明，PFOA 与乙醇长期重复剂量共暴露可放大氧化应激信号、破坏上皮极性，并诱导人肾类器官 EMT 样表型重塑。这些发现提示但不能最终确定氧化应激在机制上促成该重塑；确认该机制需要抗氧化救援实验及上游转录因子分析，超出本研究范围。本研究确立人肾近端小管类器官作为识别长期重复剂量肾毒性早期表型和分子反应的生理相关平台。关键发现是，新出现环境污染物 PFOA 与普遍生活方式因素乙醇的长期重复共暴露，即使在完全没有明显细胞毒性时，也显著加速氧化应激信号。该加剧的氧化还原失衡与肾上皮结构和分子重塑密切相关，表现为顶端-基底极性显著丧失和必需转运蛋白耗竭。这些与氧化应激标志物同时出现的结构改变，代表早期表型重塑，在本研究范围内先于任何明显组织完整性丧失，提示增强的化学相互作用可能使肾脏易于发生进行性功能下降和纤维化，尽管本无细胞、无免疫细胞模型无法直接评估该上皮损伤的下游纤维化后果。通过捕获这些细微但关键的早期改变，本研究凸显 3D 类器官系统在识别重复剂量条件下先于器官损伤的氧化还原相关生物标志物方面不可或缺的效用。此外，通过证明常见生活方式因素可放大环境污染物风险，本研究强调传统单物质评估的关键局限。通过突出初始氧化还原紊乱与下游上皮重塑之间的关联，这些发现支持向基于混合物的“One Health”风险评估范式转变。最终，该方法为环境健康政策提供了实用、人类相关的框架，以确保对现代环境中复杂共存化学威胁的公共卫生保护。
