Tris(2,4-二-叔丁基苯基)磷酸盐通过触发人类支气管上皮细胞中的上皮-间充质转化,促进了恶性表型的形成;这一过程与TDP-43在 mitochondria(线粒体)中的定位有关

《Journal of Environmental Sciences》:Tris(2,4-di- tert-butylphenyl) phosphate promotes malignant phenotypes by triggering epithelial-mesenchymal transition in human bronchial epithelial cells: Implication from the mitochondrial localization of TDP-43

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月28日 来源:Journal of Environmental Sciences 6.5

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  •AO168=O会导致BEAS-2B细胞发生恶性转化。•AO168=O促进了BEAS-2B细胞中上皮-间质转化(EMT)的发生。•AO168=O使TDP-43定位于线粒体并释放mtDNA。•AO168=O激活了由TDP-43介导的cGAS/STING通路并引发炎症。•沉默TDP-

  
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    AO168=O会导致BEAS-2B细胞发生恶性转化。
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    AO168=O促进了BEAS-2B细胞中上皮-间质转化(EMT)的发生。
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    AO168=O使TDP-43定位于线粒体并释放mtDNA。
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    AO168=O激活了由TDP-43介导的cGAS/STING通路并引发炎症。
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    沉默TDP-43可以防止AO168=O诱导的EMT和恶性转化。

引言

有机磷酸酯(OPEs)是由有机亚磷酸盐抗氧化剂(OPAs)氧化产生的,被广泛用作各种商业产品中的阻燃剂和增塑剂(Li等人,2025年)。鉴于某些传统OPEs对人体健康的不良影响,新型OPE替代品受到了广泛关注(Tan等人,2018年)。作为备受关注的新兴OPEs之一,AO168=O来源于三(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯(AO168,Irgafos?168),常用于日常用品和工业产品中,因此容易释放到水中、沉积物中、空气中以及室内灰尘中(Zhang等人,2021a)。中国城市PM2.5样本中AO168=O的浓度已达到851 ng/m3(Shi等人,2020年)。在中国天津的一所高等教育机构的宿舍、办公室、图书馆和信息中心的室内空气和灰尘样本中也检测到了AO168=O,其中空气和灰尘中的最高浓度分别为32.4 ng/m3和23.5 μg/g(Yang等人,2024年)。在加拿大多伦多,室内灰尘样本中AO168=O的平均浓度为2.80 μg/g,在七种目标OPE同系物中占20.7%(Liu和Mabury,2018年)。在美国收集的房屋灰尘标准参考物质(SRM)2585中,AO168=O的浓度为9898 ± 1007 ng/g(Liu和Mabury,2019年)。这些数据表明AO168=O是全球大气环境中一种分布广泛且含量极多的污染物。迄今为止,关于AO168=O的心脏毒性(Zhang等人,2024年)、发育毒性(Chen等人,2025b)和生殖毒性(Wang等人,2025b)的研究仅有少数报告,因此这种新型大气污染物对呼吸系统的有害影响及其相关机制值得进一步关注。
TDP-43由基因编码,调节许多与基因表达相关的细胞过程,已被证实与神经退行性疾病的发病机制有关(Liao等人,2022年)。TDP-43从细胞核异常转移到细胞质被认为是包括额颞叶变性(FTLD)和肌萎缩侧索硬化症(ALS)在内的多种神经退行性疾病的病理特征(Mackenzie等人,2010年;Neumann等人,2006年),同时TDP-43也被发现参与非神经退行性病理过程,如发育缺陷、病毒感染,尤其是肿瘤进展(Ke等人,2023年)。如今,TDP-43在恶性肿瘤进展中的关键作用已在乳腺癌(Ke等人,2018年)、肺癌(Li等人,2022a)、肝癌(Liu等人,2022年)等研究中得到阐明。然而,在环境毒理学领域,关于TDP-43与恶性肿瘤相关性的研究较少,而环境污染物引起的神经退行性病变中TDP-43的重要作用则更为受关注。Ash等人(2017年)发现,作为广泛存在的环境污染物,二噁英、多氯联苯和多环芳烃通过激活芳基烃受体(AhR)增加了中枢神经系统中的TDP-43表达,从而增加了ALS的风险。Ma等人(2025年)的研究表明,TDP-43的异常聚集和细胞质转移会破坏信使核糖核蛋白颗粒的功能,并最终导致小鼠前额叶皮质神经退行性病变。此外,TDP-43被证明是cGAS/STING通路的重要上游调节因子。研究表明,circTmeff1这种潜在的circRNA直接与TDP-43相互作用,触发TDP-43在线粒体中的聚集,导致mtDNA释放到细胞质中并激活cGAS/STING通路,最终导致骨骼肌萎缩(Chen等人,2023年)。还有研究显示,TDP-43通过触发mtDNA释放到细胞质中激活cGAS/STING通路,从而在ALS中引发炎症(Yu等人,2020年)。然而,关于TDP-43介导的cGAS/STING通路在肺部器官恶性病理过程中的作用仍鲜有研究。
大量流行病学和实验数据表明,大气污染物是有效的致癌物,会加速肺癌的发生(Hill等人,2023年)。因此,国际癌症研究机构(IARC)工作组将空气污染列为I类人类致癌物(Loomis等人,2013年)。值得注意的是,大气中的许多成分已被证实会促进肺癌的发展。Li等人(2019年)发现,大气中普遍存在的氧化多环芳烃(Oxy-PAHs)通过表观遗传调控(如DNA甲基化和组蛋白乙酰化)促进了肺癌细胞的侵袭和迁移。Eaves等人(2020年)分析了暴露于气相空气污染物的人类上皮肺细胞的转录反应,发现苯对肿瘤坏死因子(TNF)和干扰素调节因子1(IRF1)调控的癌相关基因的转录反应最为显著。Wang等人(2023年)发现,长期暴露于PM2.5会通过增强TMPRSS2-IL18通路促进肺癌的发展。然而,关于AO168=O对肺部器官的转化毒性和潜在机制的研究仍然不足。
在这项研究中,使用了BEAS-2B细胞系来探讨由TDP-43介导的cGAS/STING通路是否参与了AO168=O暴露后肺部器官的恶性转化过程。为此,将BEAS-2B细胞暴露于指定浓度的AO168=O下24-96小时,并检测恶性转化的BEAS-2B细胞中的EMT相关分子机制。我们的研究结果将为TDP-43调控的EMT在AO168=O引起的肺部恶性转化中的重要性提供新的且有价值的见解。

章节片段

细胞培养

BEAS-2B细胞在含有10%胎牛血清(FBS,Hyclone,美国)和1%抗生素(100 U/mL青霉素和100 μg/mL链霉素,Sangon Biotech,中国)的完全高葡萄糖Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM,Gibco,美国)中培养。培养条件为37 °C,5% CO2湿润环境下,并在细胞融合状态下传代。

BEAS-2B细胞的处理

通过溶解AO168=O粉末(纯度≥98.0%,yuanye Bio-Technology)制备了浓度为1 mg/mL的储备溶液:

AO168=O诱导的BEAS-2B细胞恶性转化

通过MTT试验检测AO168=O对BEAS-2B细胞活力的影响。如图1a所示,BEAS-2B细胞在暴露于1-1000 ng/mL AO168=O 24小时和48小时后,其活力没有显著差异。然而,当BEAS-2B细胞暴露于1000 ng/mL AO168=O 96小时后,其活力显著降低至73.41% ± 1.00%(P < 0.01)。这表明AO168=O对BEAS-2B细胞具有显著的细胞毒性作用。为了进一步研究……

讨论

人们普遍认识到,上皮-间质转化(EMT)是一个生物学和病理过程,涉及上皮细胞向间充质细胞的转分化,在组织纤维化、伤口愈合和癌症促进等多种疾病中起着重要作用(Lamouille等人,2014年;Nieto等人,2016年)。在先前的研究中,强调了大气污染物诱导的肺纤维化过程中EMT的贡献(Yue等人,2023年)

结论

本研究阐明了TDP-43在AO168=O诱导的BEAS-2B细胞恶性转化中的关键作用。TDP-43从细胞核转移到细胞质线粒体会激活cGAS/STING通路,感知细胞质中的mtDNA,从而触发EMT的发生。正如预期的那样,沉默TDP-43通过抑制cGAS/STING通路和EMT过程减轻了BEAS-2B细胞的恶性转化。这些发现为理解...

CRediT作者贡献声明

Xiaofei Wang:撰写 – 审阅与编辑,撰写 – 原稿,验证,方法学,研究,资金筹集,数据分析,概念构思。Chengxu Zhang:撰写 – 审阅与编辑,撰写 – 原稿,方法学,研究,数据分析,概念构思。Linfeng Zhu:验证,资金筹集,数据分析。Yinghao Chen:研究,数据分析。Ying Wang:研究,数据分析。Ru Chen:软件操作,

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了安徽省自然科学研究重点项目(编号2024AH051522)、安徽省高等教育机构质量工程项目(编号2024aijy255)、合肥大学研究生研究与实践创新项目(编号2025Yxscx27)以及绍兴嘉兰智能技术有限公司项目(编号902/22050125194)的支持。
Xiaofei Wang|Chengxu Zhang|Linfeng Zhu|Yinghao Chen|Ying Wang|Ru Chen|Dan Li|Jinsong Xue|Ning Zhang|Chunmei Ge
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