《Food Science & Nutrition》：Resveratrol Pretreatment and Decabromodiphenyl Ethane-Associated Hepatorenal Changes in a High-Dose Female Mouse Model: Redox Changes and Ferroptosis-Associated Markers
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十溴二苯乙烷（Decabromodiphenyl ethane，DBDPE）是一种新型溴代阻燃剂，已在动物源性食品中检出。本探索性实验采用高剂量毒理学攻毒模型，而非膳食暴露场景。该研究评估了白藜芦醇（Resveratrol，Res）预处理是否与高剂量DBDPE
十溴二苯乙烷（Decabromodiphenyl ethane，DBDPE）是一种新型溴代阻燃剂，已在动物源性食品中检出。本探索性实验采用高剂量毒理学攻毒模型，而非膳食暴露场景。该研究评估了白藜芦醇（Resveratrol，Res）预处理是否与高剂量DBDPE小鼠模型中选定的肝脏和肾脏相关终点指标差异相关。研究人员将54只5周龄无特定病原体雌性昆明小鼠驯化7天后，按体重排序分配至6组（每组9只）。Res（25、50或100 mg/kg体重/天；Res单独组为100 mg/kg）或溶媒通过口服灌胃给药，2小时后再给予DBDPE（500 mg/kg体重/天）或玉米油（同样经灌胃），连续28天。DBDPE暴露与血清生化改变、肝脏和肾脏的描述性组织学变化、氧化还原失衡、铁测定值升高、线粒体超微结构异常以及铁死亡相关标志物的变化相关。对照组肝脏指数为5.06%±0.20%，DBDPE组为5.89%±0.60%，100 mg/kg Res预处理组为5.17%±0.41%；相应的肾脏指数分别为1.02%±0.10%、1.16%±0.07%和1.06%±0.03%。Res预处理伴随多个DBDPE相关终点指标值降低、Pik3r1、Nfe2l2及选定抗氧化相关转录本的变化，以及铁死亡相关标志物的组织依赖性改变。这些发现提供了在特定实验条件下DBDPE毒理学模型中Res作用的体内关联性证据，支持对Res在DBDPE毒理学模型中的进一步评估；但该研究并未确证铁死亡细胞死亡、PI3K/Nrf2通路激活，或与典型人类膳食暴露的相关性。
论文解读
一、研究背景与研究意义
十溴二苯乙烷（Decabromodiphenyl ethane，DBDPE）是一种新型溴代阻燃剂，在多溴联苯醚（Polybrominated diphenyl ethers，PBDEs）被限制使用后被广泛用作主要替代品，添加于电子电气设备、塑料、纺织品、建筑材料及交通相关产品中。作为一种非化学键合型添加剂，DBDPE在产品的生产、使用和废弃过程中逐渐释放并在环境介质中蓄积。从食品安全角度更为重要的是，DBDPE可在水生生物体内生物蓄积并沿食物链传递，在鸡蛋、乳制品、肉类、海产品等动物源性食品以及饮用水中已越来越多地检出DBDPE残留。风险评估数据显示，牛奶中平均浓度为0.0036 ng/kg湿重，鸡蛋中为24 ng/kg湿重，肉类中为18 ng/kg湿重，鱼类和虾类中为45 ng/kg湿重，贻贝和牡蛎中检出浓度高达20.1 ng/kg湿重。
尽管DBDPE曾被视为相对低毒性的替代型阻燃剂，但越来越多的证据表明其潜在生物毒性不容忽视。已有研究表明DBDPE可诱导肝毒性、心血管毒性、甲状腺毒性和代谢紊乱。细胞水平研究进一步表明，DBDPE可增加L-02肝细胞中活性氧（Reactive oxygen species，ROS）和丙二醛（Malondialdehyde，MDA）水平，降低谷胱甘肽（Glutathione，GSH）水平、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性和线粒体膜电位，并触发内质网应激和细胞损伤。这些发现提示氧化应激和亚细胞器稳态破坏可能是DBDPE经口暴露相关健康风险的关键分子事件。
肝脏和肾脏在外源化学物的代谢、解毒、转运和排泄中发挥重要功能，因而在污染物暴露后极易受损。鉴于DBDPE的强疏水性和生物蓄积潜力，其在人体或动物体内的分布和代谢可能增加肝脏和肾脏组织的负担。持久性有机污染物引起的肝肾功能障碍也可能为理解污染物相关的人类健康风险提供机制线索。因此，表征DBDPE暴露相关的肝肾变化对于理解污染物暴露的潜在健康影响具有重要意义。
氧化应激是污染物诱导组织损伤的核心事件。环境毒物可促进ROS蓄积，同时削弱酶性和非酶性抗氧化防御系统，包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和还原型谷胱甘肽，从而加剧脂质过氧化、炎症反应、凋亡和结构性组织损伤。近年来，铁死亡（Ferroptosis）——一种以铁依赖性脂质过氧化为特征的调节性细胞死亡形式——已被认为是食物链和环境化学应激物诱导组织损伤的重要机制。由于铁处理、脂质过氧化和线粒体功能既与污染物毒性相关，又与调节性细胞死亡通路相关，其共存可推动对潜在铁死亡机制的探究，但本身不能确证该机制或从氧化应激到器官损伤的时间序列。
白藜芦醇（Resveratrol，Res）是一种天然多酚类化合物，广泛存在于葡萄、花生、虎杖及多种药食同源植物中。其具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、调脂、线粒体保护和细胞死亡调节作用。由于Res是食物来源的生物活性化合物，其在污染物暴露模型中的效应直接关系到食品科学和人类健康领域，纯化的食物来源生物活性物质被广泛用于啮齿动物高剂量毒性攻毒模型测试。已有研究表明Res可调节脂质过氧化、铁处理和Nrf2相关信号传导，并在多种组织损伤模型中显示出保护作用。
现有DBDPE研究主要涉及环境赋存、单一器官毒性或体外机制，关于重复经口DBDPE暴露后肝脏和肾脏的同步体内反应以及Res预处理与这些反应关系的体内信息有限。本研究的具体贡献在于在一个雌性小鼠暴露模型中联合评估了肝肾结局、氧化还原相关指标、线粒体形态、铁水平和铁死亡相关标志物。该研究使用昆明小鼠建立重复经口DBDPE暴露模型并给予Res预处理，考察Res预处理是否伴随肝肾结局、氧化应激相关指标、铁测定值和铁死亡相关标志物的差异。
二、主要技术方法
研究人员使用54只5周龄无特定病原体（Specific pathogen-free，SPF）级雌性昆明小鼠，购自长沙天勤生物技术有限公司，按体重排序系统分配至6组。采用口服灌胃方式给予Res预处理（25、50或100 mg/kg体重/天）或溶媒，2小时后给予DBDPE（500 mg/kg体重/天）或玉米油，连续28天。研究涉及血清生化指标检测（γ-谷氨酰转移酶、碱性磷酸酶、白蛋白、肌酐、尿酸、甘油三酯、总胆固醇、乳酸脱氢酶）、组织病理学检查（苏木精-伊红染色和油红O染色）、氧化应激标志物检测（MDA、GSH、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽S-转移酶、SOD、过氧化氢酶、总一氧化氮合酶）、二氢乙啶（Dihydroethidium，DHE）荧光分析、实时荧光定量PCR（RT-qPCR）、铁离子含量测定、透射电子显微镜观察和蛋白质印迹分析。组织学评估、DHE荧光定量、蛋白质印迹光密度分析和统计分析由对分组分配设盲的研究人员完成。
三、研究结果
3.1 Res预处理与DBDPE相关的器官指数和血清生化改变
DBDPE暴露组肝脏指数和肾脏指数均高于对照组。主要比较显示，H-Res组肝脏指数低于DBDPE组（均差?0.72%，97.5%置信区间?1.32至?0.12，Bonferroni校正p=0.018），肾脏指数也较低（?0.10%，97.5%置信区间?0.16至?0.04，Bonferroni校正p=0.002）。血清生化分析显示，与对照组相比，DBDPE组血清γ-GT、AKP、CRE、UA、LDH和T-CHO值升高，ALB和TG值降低。Res预处理组多个指标与DBDPE组存在差异，其中γ-GT、CRE和UA值较低，TG和ALB值较高。
3.2 肝脏和肾脏组织的描述性组织学观察
对照和Res组肝脏切片显示规则排列的肝组织结构。DBDPE组代表性视野中出现肝细胞空泡化、坏死样区域、细胞聚集和组织排列改变。油红O染色显示DBDPE组脂滴更明显。肾脏方面，DBDPE组显示肾小管上皮变性和脱落、肾小球周围细胞聚集、血管扩张和充血，Res预处理组部分特征不太明显。
3.3 Res预处理与血清、肝脏和肾脏组织中的氧化还原相关变化
DBDPE组血清MDA从8.05升高至10.61 nmol/mL，TNOS从12.23升高至14.81 U/mL，而GSH-ST、GSH-Px和SOD分别从20.53降至18.50 U/mL、428.19降至368.99 U/mL和272.02降至185.50 U/mL。肝脏中，DBDPE组MDA升高（7.91 vs. 2.00 nmol/mg），GSH-Px、CAT、GSH和SOD降低。肾脏中同样观察到MDA升高和抗氧化指标降低。DHE染色显示DBDPE暴露与肝脏组织中显著更高的DHE衍生荧光相关，而Res预处理组荧光强度较低。
3.4 Res预处理与抗氧化应答相关和铁死亡相关转录本的变化
RT-qPCR分析显示，DBDPE暴露与肝脏和肾脏中Pik3r1、Nfe2l2、Sod2、Gpx1和Cat转录本表达降低相关。铁死亡相关基因方面，肝脏中Tfrc和Acsl4表达升高，Slc7a11和Gpx4降低；肾脏中Tfrc和Acsl4表达升高。Res预处理与部分转录本的变化相关，但反应并非单调，且在不同剂量和组织间存在差异。Res单独组在无DBDPE条件下也伴随多个转录本的独立变化。
3.5 描述性线粒体超微结构观察
透射电镜显示，对照和Res组线粒体形态规则，双膜完整，嵴清晰可见。DBDPE组线粒体形态不规则，出现皱缩或变形，膜模糊或局部不连续，嵴减少或碎裂，基质电子密度增加。Res预处理组部分视野中线粒体膜和嵴更清晰可见。
3.6 Res预处理、可检测铁读数与铁死亡相关蛋白变化
DBDPE暴露伴随血清、肝脏和肾脏中可检测铁读数升高。血清Fe2+从57.41±0.79升高至91.76±1.37 μmol/L，肝脏从2.01±0.03升高至3.44±0.02 μmol/g蛋白，肾脏从2.33±0.05升高至4.61±0.04 μmol/g蛋白。蛋白质印迹分析显示，肝脏中DBDPE暴露伴随GPX4蛋白丰度降低和TFR1蛋白丰度升高，H-Res组GPX4丰度较高，L-Res和M-Res组TFR1丰度低于DBDPE组。肾脏中各标志物的组间差异一致性较差。
四、讨论与结论总结
讨论部分指出，本研究中DBDPE暴露伴随的血清生化改变、描述性组织学特征、氧化还原失衡、铁读数升高、线粒体超微结构异常和铁死亡相关标志物变化提供了关联性证据。研究结果支持与Pik3r1和Nfe2l2转录本变化及铁死亡相关标志物的关联，而非证明PI3K/Nrf2通路激活或铁死亡细胞死亡。从食品安全角度看，重复经口暴露提供了检验污染物相关效应的实验途径，但高剂量动物模型不代表典型人类膳食暴露。
研究局限性包括：组织学和线粒体观察基于代表性图像，未进行半定量评分或定量形态计量学；多项终点检测每组仅3只动物；仅研究雌性小鼠；DBDPE剂量远高于食品中检出浓度所对应的预期暴露水平；仅考察单一DBDPE剂量和三个Res剂量；未进行功能性铁死亡拯救实验、遗传扰动、通路蛋白激活或时序实验。未来研究应解决这些局限性，包括使用更低和多个DBDPE剂量、两种性别、预设剂量-反应分析、药代动力学或组织暴露测量、盲法定量临床病理学、功能性铁死亡实验、蛋白水平通路检测和系统化临床监测。
研究结论为：在本28天高剂量小鼠模型条件下，重复经口DBDPE暴露伴随选定的血清生化改变和肝脏肾脏的描述性组织学特征。在雌性小鼠中，这些变化与氧化还原失衡、可检测铁读数升高、线粒体超微结构异常、Pik3r1、Nfe2l2和选定抗氧化相关转录本的变化以及铁死亡相关标志物的组织依赖性改变共存。Res预处理与多个定量终点指标值降低相关。该发现并未确证铁死亡细胞死亡、铁死亡抑制、PI3K/Nrf2信号激活、将氧化应激与组织损伤联系起来的因果序列，或对典型人类膳食暴露的适用性。在得出机制性或转化性结论之前，需要进一步工作解决上述设计和测量局限性。
