《Journal of Xenobiotics》：Altered miRNA Expression Due to Bisphenol A Exposure and Associated Health Implications: A Narrative Review
双酚A（BPA）是一种广泛用于生产聚碳酸酯塑料和环氧树脂的非持久性工业化学品。由于其大规模生产和多功能性，BPA在环境介质中无处不在，导致人类通过摄入、皮肤接触和吸入等方式暴露。作为一种具有雌激素活性的已知内分泌干扰化学物（EDC），BPA暴露与生殖、代谢、免疫、致瘤和发育效应有关。在机制上，据报道BPA通过多种途径发挥其毒性作用，包括表观遗传微小RNA（miRNA）表达的改变。miRNA是内源性非编码RNA分子，通过靶向信使RNA（mRNA）来调节基因表达，从而影响参与发育和疾病的广泛细胞和代谢途径。重要的是，本综述汇总了证据，表明BPA的生物学效应可能部分是通过miRNA驱动的表观遗传修饰介导的，影响众多下游蛋白质和信号通路。BPA暴露诱导的miRNA表达改变与多种健康结局有关，包括生殖功能障碍、肿瘤发生、代谢紊乱和神经发育异常。值得注意的是，BPA暴露主要导致特定miRNA（如miR-21和miR-146a）的上调，尽管存在明显的组织特异性和性别依赖性变异。在本综述中，研究人员全面概述了调查BPA诱导的miRNA失调及其相关生物学效应的人类、体内和体外研究。
1. Introduction
双酚A（BPA；4,4′-isopropylidenediphenol）因其硬化能力被广泛用于生产聚碳酸酯塑料和环氧树脂。随着塑料使用的增加，BPA在环境中无处不在，饮食暴露是主要途径，其次是皮肤暴露和吸入。经口服摄入后，BPA的末端半衰期约为6小时，在肝脏和肠道中与葡萄糖醛酸发生酶促结合后随尿液排出。然而，非口服途径的药代动力学特征有所不同，皮肤暴露缺乏首过代谢，导致更长的表观半衰期和更高浓度的具有生物活性的游离BPA。BPA是一种公认的内分泌干扰化学物（EDC），其暴露与生殖、代谢、免疫、肿瘤发生和胎儿发育效应相关。其毒性机制包括对神经内分泌功能、受体途径、酶失调、炎症和氧化应激的影响，近年来其表观遗传学作用备受关注。微小RNA（miRNA）是约22个核苷酸的内源性非编码RNA转录本，通过与靶信使RNA（mRNA）互补结合在转录后抑制基因表达。本综述旨在汇编和评估流行病学、体内和体外研究中BPA响应的miRNA，并探讨导致病理生理状态的机制。
2. Methods
研究人员在PubMed、Scopus和Web of Science数据库中进行了全面检索，以调查BPA暴露与miRNA表达改变之间的关联。纳入标准包括同行评审的原创研究（体内、体外或人类流行病学研究）、研究BPA暴露及其与miRNA表达的关联、报告miRNA表达变化的定量数据、包含对照组且以英文发表。排除标准包括综述文章、缺乏原始数据、未研究miRNA表达与非英文出版物等。提取数据包括作者、年份、研究设计、样本特征、BPA暴露细节、miRNA分析方法、差异表达的miRNA及其靶基因和验证方法等。最终共有58项研究被纳入本综述。
3. BPA-Induced miRNA Dysregulation and Metabolic Disease
3.1. Obesity, Insulin Resistance, and Diabetes
在鼠前脂肪细胞中，BPA暴露抑制了miR-21a-5p的表达，导致脂肪生成标志物（如PPARγ、C/EBPα和脂联素）表达增加，并激活糖皮质激素受体（GR）和p38/丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）途径。体内研究表明，过表达miR-21a-5p可减轻BPA诱导的肥胖。在小鼠中，BPA暴露破坏葡萄糖稳态，引起胰岛素抵抗，并与胰岛中miR-338和miR-200a的差异表达有关。G蛋白偶联雌激素受体（GPR30）/胰高血糖素样肽1受体（Glp1r）/miR-338-Pdx1轴可能是BPA诱导胰腺功能障碍的途径。在女性前脂肪细胞中，MiR-337-3p和miR-5703上调，影响了EIF2信号通路。在大鼠中，BPA引起糖尿病前期症状，miR-340-5p、miR-676和miR-375-3p差异表达。在下丘脑细胞中，BPA下调miR-34a-5p从而上调刺鼠相关肽（AgRP），并显著上调miR-708-5p，导致神经降压素表达降低和神经肽Y（Npy）增加，破坏能量稳态。
3.2. Liver Function
BPA对非酒精性脂肪肝病（NAFLD）有显著影响。研究表明，BPA暴露导致miR-192在体内外模型中显著下调，通过靶向SREBF1的3'非翻译区（UTR）促进脂质积累。此外，BPA暴露导致大鼠肝脏中miR-122上调，伴随氧化应激标志物增加和c-Jun N-terminal kinase (JNK)、细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）等信号通路激活，抑制Akt信号，介导肝脏炎症和组织损伤。
3.3. Cardiovascular Disease
在女性中，BPA暴露导致miR-30a-5p等下调，miR-636等上调，这些miRNA与血压相关基因有关，可能影响血压调节。在孕鼠胎儿心脏组织中，BPA导致miR-17-5p、miR-208a-3p和miR-210-3p显著上调，引起组织纤维化和心肌肌钙蛋白I（cTnI）表达减少。在人牙周膜干细胞中，BPA诱导血管生成标志物表达增加，并通过细胞外囊泡中的miRNA失调驱动不受控制的血管生成。
4. BPA-Induced miRNA Dysregulation and Cancer
4.1. Liver Cancer
在人肝癌细胞中，低浓度BPA导致miR-21水平增加，并引起miR-22显著上调，后者通过靶向CASP7、MAPK1等基因参与细胞凋亡和MAPK信号传导。在斑马鱼模型中，长期BPA暴露导致多个miRNA上调和mRNA失调，涉及细胞周期、细胞凋亡和NAFLD等途径。
4.2. Colon Cancer
在结肠癌Caco-2细胞中，BPA导致miR-146a-5p显著上调，影响细胞生长和凋亡相关基因。在HT-29细胞中，BPA影响p53肿瘤抑制途径，miR-200c和miR-141通过直接靶向PTEN抑制细胞凋亡并促进转移。
4.3. Nasopharyngeal and Lung Cancer
在鼻咽癌细胞中，BPA通过上调miR-214-3p稳定CTNNB1 mRNA并防止β-catenin磷酸化，从而激活Wnt/β-catenin途径诱发恶性肿瘤。在人肺成纤维细胞中，BPA导致miR-24-3p、miR-21-5p等上调，涉及细胞周期调节和凋亡等通路。
4.4. Breast Cancer
在MCF-7乳腺癌细胞中，BPA诱导雌激素受体α（ERα）表达并改变多种miRNA表达。BPA还上调miR-19a和miR-19b，通过下调PTEN激活AKT途径。此外，BPA通过抑制miR-381-3p上调垂体瘤转化基因1（PTTG1）促进细胞增殖，并通过下调miR-26b增加Rab31表达，影响溶酶体功能。
4.5. Prostate Cancer
在比格犬前列腺中，BPA暴露引起激素失衡和miRNA失调。下调的miR-204的靶基因（如KRAS、MAPK1等）表达上调，表明其在前列腺肿瘤发生中的潜在作用。
4.6. Gynecological Cancers
在子宫内膜癌和卵巢腺癌细胞中，BPA暴露导致多个miRNA失调。例如，miR-149下调伴随DNA修复基因减少；miR-21和miR-222上调伴随靶基因下调；在ERα阳性细胞中，miR-200a/b显著下调，并通过ERα结合位点调节，可能促进细胞间通讯和肿瘤发生。
5. BPA-Induced miRNA Dysregulation and Female Reproductive Effects
5.1. Ovarian Dysfunction
在人颗粒细胞中，BPA暴露改变多种EV miRNA表达，如Let-7g-5p上调，miR-27b-3p下调，影响细胞周期和增殖。在牛卵母细胞和颗粒细胞中，BPA导致miR-21、miR-155等差异表达。miR-21敲低缓解了BPA对DNA甲基化、连接蛋白表达和早期胚胎发育的影响，表明BPA诱导的miRNA失调具有细胞和阶段特异性。
5.2. Endometrial Dysfunction
在人子宫内膜基质细胞中，BPA以时间依赖性方式下调miR-181b、miR-27b和Let-7c。miR-27b下调改变了血管内皮生长因子B和C（VEGFB/VEGFC）的表达，可能破坏子宫内膜血管化和生育力。
5.3. Placental Dysfunction
胎盘细胞系研究表明，BPA暴露导致miR-21、miR-146a等上调。miR-146a的过表达降低细胞增殖并增加对博来霉素的敏感性。在BPA污染区孕妇的胎盘中，miR-146a强烈诱导并与多种病理过程相关。
6. BPA-Induced miRNA Dysregulation and Male Reproductive Effects
6.1. Cell Function and Tissue Homeostasis
在鼠睾丸支持细胞（TM4）中，BPA暴露导致miRNA差异表达，下调的miRNA主要参与细胞周期和生殖过程。在精母细胞样细胞中，BPA抑制DNA复制并下调miR-214-3p等，导致细胞凋亡。在 Fischer 344大鼠中，BPA引起炎症基因上调和上皮-间充质转化（EMT）相关基因下调，并改变miR-296-3p、miR-200等miRNA表达。
6.2. Steroidogenesis
在小鼠间质细胞中，BPA呈剂量依赖性上调miR-146a-5p，降低血浆睾酮（T）水平。抑制miR-146a-5p可部分恢复睾酮生成，表明miR-146a-5p/Mta3轴在BPA诱导的类固醇生成功能障碍中起关键作用。
6.3. Infertility
在男性精液中，BPA水平与miR-let-7a/b/c呈正相关，提示通过BPA-CYP19-miR-let-7途径影响男性不育。在精子中，BPA暴露导致miR-29b-3p和miR-34b-3p上调，可能作为精子质量的标志物。
7. BPA-Induced miRNA Dysregulation and Developmental Programming
7.1. Embryonic Development
在小鼠胚胎干细胞中，BPA增加多能性标志物表达，并上调内胚层和中胚层标志物，同时下调外胚层标志物。miR-134表达减少，表明BPA可能通过改变miRNA表达破坏多能性与分化的平衡。
7.2. Organ and Bone Development
在母羊胎儿肝脏和肌肉组织中，BPA暴露导致miR-29A、miR-26B等失调。在稀有鮈鲫中，父代BPA暴露导致精子中miRNA失调，影响Wnt和TGF-β等通路，下调bmp2a和Runx1等软骨生成基因，导致子代骨骼发育畸形。
7.3. Female Reproductive Effects
在母羊胎儿卵巢中，BPA暴露降低miRNA表达，miR-203持续下调并预测靶向ERα和胰岛素信号通路。在大鼠卵巢颗粒细胞中，高剂量BPA导致miR-224上调，伴随CYP19A1蛋白增加，可能干扰正常卵巢功能。
7.4. Male Reproductive Effects
在胎鼠睾丸中，BPA暴露导致miR-361-5p和miR-19b-25p下调，miR-203a-3p上调。其靶基因参与RNA聚合酶II转录、FoxO和血管内皮生长因子（VEGF）等信号通路，影响雄性子代生殖健康。
7.5. Neurodevelopmental Effects
在Long Evans大鼠海马体中，BPA影响基因表达并具有性别二态性。ERα表达增加与miR-24-3p下调相关，影响神经元功能。在加州鼠后代中，BPA导致下丘脑和海马体miRNA失调，影响社会行为和代谢调节。在雄性胎鼠中，BPA下调海马miR-19a和miR-539，导致NMDA受体亚基蛋白减少，损害突触可塑性和记忆。
7.6. Metabolic Effects
母体BPA暴露诱导雄性子代肥胖，且外泌体miRNA（如miR-124-3p）上调，导致肝细胞胰岛素抵抗。父代BPA暴露导致精子miRNA加工蛋白增加，并通过Srebf1-Pparg-Dicer1轴促进精子miRNA上调，进而将代谢异常传递给子代。
8. Other Health Effects of BPA
在鲤鱼脾淋巴细胞中，BPA下调miR-27b-3p，增加CYP1B1表达，引发氧化应激和线粒体凋亡途径。在骨髓间充质干细胞（BMSCs）中，BPA上调CD36，损害自噬并释放含特定miRNA的外泌体，促进破骨细胞生成和骨修复受损。
9. Discussion
本综述综合表明BPA作为表观遗传干扰物，其引起的miRNA改变对代谢、生殖、肿瘤和发育途径产生深远影响，通常具有性别依赖性。研究使用了广泛的BPA暴露浓度，低浓度足以引起miRNA显著改变，且部分研究表现出非单调剂量-反应关系。总体上，miRNA的上调比下调更常见，但由于组织特异性，其方向和功能结果差异很大。研究方法存在异质性，体外模型占多数，人类研究较少且多为相关性研究。let-7家族、miR-200家族、miR-21、miR-29家族、miR-26家族和miR-146a是受BPA影响最频繁的miRNA，广泛参与PI3K/AKT/mTOR、MAPK、NF-κB、雌激素信号和Wnt/β-catenin等通路。当前研究的局限性包括剂量和模型异质性、人类数据的缺乏、未调整其他EDC的联合暴露、体外和动物模型向人类生物学转化的局限，以及发表偏倚。
10. Future Directions
未来研究需超越描述性关联，采用整合转化方法确立因果关系并识别生物标志物。应开展大型前瞻性纵向人类队列研究，并结合重复的BPA暴露测量和连续miRNA谱分析。研究应关注环境相关的低剂量暴露和真实世界的混合化学物暴露。此外，需整合多组学技术和系统生物学方法，以阐明BPA诱导的miRNA失调如何与各种病理途径相互作用。鉴于BPA类似物的广泛使用，亟需分析这些替代物诱导的miRNA失调。
11. Conclusions
证据表明，BPA暴露通过破坏miRNA表达，影响代谢紊乱、癌症、生殖功能障碍和发育异常等关键通路。let-7、miR-21和miR-200是最常被引用的miRNA家族，而miR-21在生殖和肿瘤模型中主要上调，miR-146a在胎盘和癌症模型中一致上调。这些发现强调了BPA的表观遗传效应因组织、物种和模型而异。未来需通过标准化方法、纵向人类研究验证非侵入性miRNA生物标志物，以建立BPA暴露与疾病之间的因果关系。
