《Journal of Hazardous Materials Advances》：A Critical Review of the Direct Binding of PPARβ/δ with Endocrine Disrupting Chemicals
过氧化物酶体增殖物激活受体β/δ（PPARβ/δ）是一种配体激活的转录因子，在脂肪酸氧化、线粒体生物发生和代谢稳态中发挥关键作用。越来越多的证据表明，内分泌干扰化学物质（EDCs）可异常调控PPARβ/δ信号通路并诱导代谢紊乱。然而，与PPARα和PPARγ相比，PPARβ/δ与EDCs之间的直接分子相互作用研究仍十分匮乏。目前已解析了数十个PPARα和PPARγ与外来化合物结合的高分辨率结构，但尚无任何PPARβ/δ–EDC复合物的晶体结构被报道。这一结构生物学空白严重限制了人们对EDC诱导的PPARβ/δ激活的机制理解，也阻碍了针对EDC相关代谢疾病治疗方法的开发。本综述在分子、细胞和生物体水平上系统整合了PPARβ/δ–EDCs相互作用的研究进展。研究人员首先聚焦于PPARβ/δ独特的功能和结构特性，尤其是其空间开放的配体结合口袋（LBP）。其次，研究人员综述了各类EDCs与PPARβ/δ相关的研究现状。鉴于结构数据的缺乏，研究人员认为结构生物学是最为紧迫的前沿方向，并提出结合X射线晶体学和冷冻电镜（cryo-EM）来解析EDC诱导的构象变化，同时利用分子动力学（MD）模拟预测EDC特异性的激活特征。研究人员还强调了改进细胞和动物模型以确证直接结合的必要性。通过将分子毒理学与结构生物学相结合，本综述将PPARβ/δ重新定位为一个关键但研究不足的环境靶点，亟需更深入的机制研究。
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PPARβ/δ的活性机制、独特功能与结构特征
1.1 PPARβ/δ的生理功能
PPAR家族是一类调控代谢、炎症和细胞分化的关键核受体（NR）群。尽管PPARβ/δ是第一个被鉴定的家族成员，但其功能研究一直滞后于被广泛研究的PPARα和PPARγ。PPARα主要表达于肝脏和心脏等高代谢率组织，是降脂贝特类药物的分子靶点，核心功能在于调控脂肪酸分解代谢。相比之下，PPARγ是脂肪细胞分化和脂质储存的主调控因子，作为格列酮类药物的靶点，在改善胰岛素敏感性和治疗2型糖尿病中发挥核心作用。而PPARβ/δ的生理作用更为复杂和广泛，它几乎在所有组织中均有表达，包括脑、皮肤、肠道、骨骼肌和脂肪组织，表明该亚型具有功能多样性。这种广泛分布模式确立了PPARβ/δ作为代谢和生理稳态系统性调节因子的地位，其功能远不止于脂质代谢。
PPARβ/δ在能量代谢中的独特作用是其区别于另外两种亚型的最显著特征。它是系统性脂肪酸氧化的主要驱动因子，通过上调脂肪酸转运蛋白和肉碱棕榈酰转移酶1（CPT1）等关键分子促进脂肪酸摄取、线粒体转运和氧化，同时减少细胞内异位脂质积累，从而减轻脂毒性。在脂质调控方面，PPARβ/δ不仅降低甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇，还显著升高高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平，显示出优于PPARα和PPARγ的心血管保护潜力。此外，PPARβ/δ被认为是运动模拟分子，驱动骨骼肌纤维从快肌纤维向慢肌纤维转变，显著增强运动耐力，并与AMPK信号通路协同上调PGC-1α，增强线粒体生物发生和氧化能力。它还能通过消耗肌内脂质中间体和抑制NF-κB等炎症信号通路来减轻脂毒性和慢性炎症。同时，PPARβ/δ参与肝脏糖异生和糖原合成，帮助维持葡萄糖稳态。PPARβ/δ在肌肉和棕色脂肪组织中的表达呈现昼夜节律性，表明它将能量代谢与生物钟耦合。
除核心代谢作用外，PPARβ/δ还参与广泛的组织特异性生理和病理过程。在皮肤中，PPARβ/δ通过PI3K/Akt1/PDK1通路促进角质形成细胞增殖和伤口愈合过程中的再上皮化，在角膜修复、毛囊循环和骨骼肌再生中也观察到类似的促再生功能。在肠道中，PPARβ/δ组成性表达，对肠上皮细胞的终末分化和潘氏细胞功能至关重要，从而维持肠道屏障完整性和微生物群稳态。在中枢神经系统和心血管系统中，PPARβ/δ分别通过NF-κB信号转抑制和PI3K/Akt/eNOS通路激活发挥抗炎和细胞保护作用。在癌症背景下，PPARβ/δ表现出高度依赖情境的双重作用，在某些结直肠癌和乳腺癌环境中可能促进增殖和血管生成，在其他情境中则诱导细胞分化并抑制肿瘤侵袭。
1.2 PPARβ/δ配体依赖性活性机制
作为配体激活受体，PPARs可通过多种途径被调控。在经典模型中，PPARs与维甲酸X受体（RXRs）形成异二聚体，并结合靶基因启动子区域的PPAR响应元件（PPREs）。这种异二聚化解除了由辅抑制蛋白介导的转录抑制。配体的加入诱导辅抑制蛋白解离，随后辅激活因子被招募至PPAR-RXR二聚体上，形成激活复合物以调控基因表达。
除经典通路外，PPARs还利用多种非经典调控途径。热休克蛋白（HSPs）可能促进新翻译PPARs的折叠，与HSPs及其他蛋白的结合可能将PPARs保留在细胞质中，直至合适的配体与PPARs上的配体结合口袋（LBP）结合。这种结合触发蛋白水解并允许PPARs转位至细胞核。进入细胞核后，PPARs与RXRs异二聚化并招募辅激活因子结合至下游靶基因启动子区域的PPREs，从而调控转录。除RXRs外，PPARs在细胞核内还可与其他核受体（NR）形成异二聚体。与其他核受体不同，PPARβ/δ在无配体状态下主动招募核受体辅抑制蛋白（NCoR）和维甲酸及甲状腺激素受体沉默介导因子（SMRT）形成抑制复合物，从而主动抑制靶基因的基础转录。配体结合后，该抑制复合物解离并招募辅激活因子，启动基因转录。这种主动抑制-配体依赖性激活的双重调控模式赋予PPARβ/δ对靶基因转录更精确和动态的控制，这是其他PPAR亚型所不具备的特征。
1.3 PPARβ/δ配体结合域的结构架构
PPARβ/δ的配体结合域（LBD）采用核受体超家族高度保守的结构框架，基于典型的α螺旋夹心球状折叠。该折叠由约12-13个α螺旋和少量反平行β链组成，通过柔性环区连接，形成稳定的疏水核心。在该支架的C末端，螺旋12（H12）与H3、H4等螺旋共同构成激活功能2（AF-2），这是招募辅激活因子的关键界面。激动剂结合触发构象重排，将H12锁定在闭合的活性构象，从而捕获辅激活因子，这一过程被称为捕鼠器模型。PPARβ/δ的LBD精确遵循这一机制，其功能本质是通过配体结合调控H12的位置和稳定性，从而控制转录的开关。
尽管遵循一般折叠模式，PPARβ/δ LBD的配体结合口袋（LBP）整体表现出显著特征。其体积异常庞大，约为1300-1400 ?3，远超大多数其他核受体。这种超大内部空腔使其能够识别和结合多种内源性配体，主要是长链脂肪酸及其衍生物，从而充当广谱细胞脂质传感器。独特的是，该口袋呈现清晰的Y形或三叉状拓扑结构，可分为三个亚口袋（Arm I、Arm II和Arm III）。极性头部基团通常锚定在Y形分叉处的核心区域，而长而柔性的疏水尾部延伸至最深的疏水通道Arm I。侧支Arm II和Arm III为配体的侧链或官能团提供额外结合空间。这种Y形布局大大增加了口袋的表面积和复杂性，允许配体以多种取向高亲和力结合。
使PPARβ/δ LBD区别于PPARα和PPARγ的决定性特征是其Y形空腔内的结构不对称性，具体表现为存在一个异常狭窄的臂。该狭窄臂由特定氨基酸残基侧链的空间排列形成，造成物理瓶颈，在空间上阻碍具有庞大尤其是极性头部基团的配体分子。这解释了为何噻唑烷二酮（TZD）类药物如罗格列酮是PPARγ的高选择性激动剂，但对PPARβ/δ几乎无活性，正是因为这些药物庞大的头部基团无法容纳于PPARβ/δ的狭窄臂中。这种结构约束也决定了内源性配体的偏好，长链不饱和脂肪酸凭借其柔性碳链蜿蜒穿过主疏水通道，其小羧酸头部锚定在核心区域，容易绕过狭窄臂的限制。因此，该狭窄臂充当精确的分子筛，赋予PPARβ/δ独特的结构指纹，使其能够在复杂的脂质环境中识别自身信号，也为设计亚型选择性配体提供了关键切入点。
在整体口袋形状之下，配体的亲和力和激活效能取决于与口袋壁排列的关键残基之间精细调控的微观相互作用网络。位于Y形分叉核心的三个残基（His323、His449和Tyr473）形成氢键网络，牢固锚定配体的极性头部。其中，Tyr473因其与螺旋H12的直接连接，充当触发构象变化的关键开关。容纳疏水尾部的主通道Arm I内衬非极性残基，通过广泛的疏水接触和范德华力稳定配体的脂肪酸链。侧臂Arm II和Arm III为合成配体提供额外表面，可实现π-π堆积或卤键等相互作用。这些残基并非静态，而是通过诱导契合机制动态重排其侧链以适应配体形状。极性残基和非极性残基在Y形口袋不同区域的战略性排列创造了一个既能牢固锚定又能灵活容纳的精密网络，其中极性三联体位于识别核心，充当配体激活的分子开关。
与PPARα和PPARγ相比，PPARβ/δ的LBD在LBD区域共享约60-70%的序列同一性，差异主要集中在形成配体结合口袋内壁和辅调节因子结合界面的区域。在三维结构上，所有PPAR口袋都很大，但PPARγ拥有三者中最大的口袋以容纳TZD类药物。尽管PPARβ/δ也相当大，但由于狭窄臂的存在，其表现出明显不对称的Y形拓扑结构，这与PPARα和PPARγ更开放、对称的口袋形成鲜明对比，使其成为区分PPARβ/δ最可靠的结构特征。关键氨基酸替换直接解释了配体选择性的差异。例如，PPARγ中与TZD头部基团形成氢键的Tyr473，在PPARα对应位置被组氨酸替代，而PPARβ/δ独特的极性三联体及其狭窄臂内衬的庞大疏水残基共同创造了特定的结合环境。此外，PPARβ/δ的LBD可能具有更大的固有构象灵活性，与其作为广谱脂质传感器的角色一致。
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PPARβ/δ–EDCs相互作用的研究现状
2.1 全氟和多氟烷基物质（PFASs）
在所有研究的EDC类别中，PFASs显示出与PPARβ/δ相互作用最一致和最系统的证据。多项研究表明，多种PFASs可直接结合人PPARβ/δ的LBD。一项关键研究系统测定了系列PFASs的结合能力，揭示了其亲和力的明确构效关系。结合亲和力通常随碳链长度增加而增强，在峰值后常有轻微下降，表明较长碳链能更完整地填充LBD的疏水口袋。对于相同碳链长度，磺酸盐类PFASs通常比羧酸盐类PFASs表现出更强的结合，表明末端基团的电荷和几何形状对与LBD中特定残基的相互作用很重要。然而，该研究依赖荧光偏振分析，测量的是竞争性置换而非直接结合，缺乏共晶结构或正交生物物理验证，精确结合模式和化学计量比仍未确认。
PFASs还作为PPARβ/δ的功能性激动剂。在HEK293细胞的荧光素酶报告基因分析中，多种PFASs以浓度依赖性方式激活PPARβ/δ介导的转录。其EC??值通常在低至中微摩尔范围，表明具有中等激动活性。与合成激动剂GW501516相比，其活性较弱。然而，鉴于PFASs在人体内的生物累积特性，这种持续低水平激活仍可能产生显著的生理效应。这些报告基因分析虽然灵敏，但测量的是转录输出，无法区分直接配体结合与间接机制，如受体稳定性改变、辅因子螯合或与其他核受体的串扰。
分子对接和分子动力学（MD）模拟表明，PFASs的疏水氟碳链可稳定嵌入PPARβ/δ LBD的Y形疏水通道中，其结合模式与天然脂肪酸配体高度相似。PFASs的酸性头部基团与LBD入口处的多个极性残基形成氢键和盐桥，将分子锚定在口袋内。这些相互作用稳定了激动剂构象并促进辅激活因子招募。结合自由能计算进一步支持较长碳链导致更稳定结合的观察。然而，这些预测缺乏实验验证。对接依赖于算法且对初始受体构象敏感，MD假设正构位点占据而无结构支持，预测的氢键网络和构象变化未经氢-氘交换质谱（HDX-MS）或突变分析确认。更关键的是，评分函数基于药物样分子训练，而该口袋体积大且高度柔性，对此类两亲性污染物的预测准确性未经检验。使用同源模型或与其他配体结合的结构无法捕捉诱导契合，使评分不可靠。MD虽纳入动力学，但受限于氟化力场不足和对缓慢AF-2螺旋转变的采样不充分，限制了绝对自由能精度。?3.97 kcal/mol的对接分数对应低毫摩尔Kd，远高于微摩尔EC??，可能因忽略蛋白质柔性和溶剂效应而低估真实亲和力。因此，现有计算预测仍属假说生成性质，在实验结构确认前未经验证。
总之，PFASs是目前已知与PPARβ/δ直接功能性相互作用的最重要EDC类别之一。然而，尚无任何PFAS与PPARβ/δ结合的实验测定共晶结构被报道，现有数据本质上仍是间接的。
2.2 多氯联苯（PCBs）
PCBs是另一类持久性有机污染物，尽管已被禁止，仍在环境中广泛存在。其内分泌干扰效应主要通过芳烃受体（AhR）介导，但越来越多的证据表明它们也可能通过其他核受体途径发挥作用。关于PCBs与PPARβ/δ直接相互作用的实验数据相对有限。早期计算建模研究预测某些PCB同系物可与PPARα、PPARγ和PPARβ/δ的LBD相互作用，且PCB 118可能表现出更高结合亲和力。然而，这些预测仅依赖分子对接分数而无实验支持，因此无法确认实际结合。一项重要实验研究发现，非二噁英样PCB同系物PCB2可在体外激活人脐静脉内皮细胞中的PPARβ/δ。具体而言，PCB2处理上调PPARβ/δ及其下游靶基因的表达，并促进与血管生成相关的功能变化。该研究首次提供了PCBs可作为PPARβ/δ功能调节剂的直接证据。然而，该研究未包含直接结合亲和力分析，因此该效应是由直接结合还是间接机制介导仍有待确认。此外，缺乏系统的EC??数据。更关键的是，在复杂细胞环境中观察到的转录和表型变化中，PCB2可能同时激活AhR、改变膜脂质组成或调节RXR可用性，没有受体特异性敲除或竞争性结合实验，无法排除这些混杂因素。
总之，PCBs可能调节PPARβ/δ，但现有证据完全是间接的，分子机制仍不清楚。分子对接仅提示结合潜力而缺乏实验验证，唯一的功能研究检测到PPARβ/δ依赖性转录反应，但既不能证明结合位点的直接占据，也不能排除由AhR或其他通路串扰引起的脱靶效应。至今尚无生物物理结合数据报道，也无共晶结构解析，结合模式仍未确定。
2.3 双酚类化合物
双酚A（BPA）及其类似物是大量生产的工业化学品，广泛用于聚碳酸酯塑料和环氧树脂的制造。它们是已知的模拟雌激素的内分泌干扰物，但也发现可与多种核受体相互作用。关于双酚类化合物与PPARβ/δ直接相互作用的研究极为罕见，大多数研究聚焦于PPARγ。一项斑马鱼胚胎发育研究发现，暴露于高浓度BPAF和BPS可上调斑马鱼胚胎中PPARD mRNA表达，提示双酚类化合物可能激活PPARβ/δ信号通路。然而，该研究基于全动物模型中的基因表达变化，未提供直接受体结合数据或细胞转录激活数据，因此这种上调可能是间接效应。在完整胚胎中，mRNA上调可能源于代偿性转录反应、发育重编程或雌激素受体激活触发的信号串扰，而非双酚类化合物直接结合PPARβ/δ。鉴于缺乏受体敲除对照和无细胞结合分析，双酚暴露与PPARD转录之间的机制联系仍属推测性。
近期，一项研究使用荧光竞争性结合分析测量了七种双酚类似物与PPARβ/δ-LBD的结合。所有七种类似物均以不同亲和力直接结合PPARβ/δ-LBD。其中，四溴双酚A（TBBPA）和四氯双酚A（TCBPA）的结合亲和力分别约为BPA的18.38倍和12.06倍。BPF、BPB和BPS显示出与BPA相似的亲和力，相对效能分别为2.41倍、1.24倍和0.96倍，而BPAF结合非常弱。尽管该研究首次报道了双酚类化合物与PPARβ/δ的定量结合数据，但它仅依赖竞争性荧光偏振分析，无法反映直接位点占据或功能后果，且亲和力值未经其他生物物理方法交叉验证。更关键的是，缺乏功能验证使其无法确定所测结合导致激动、拮抗还是中性效应。此外，缺乏共晶结构和突变研究，卤化双酚类似物结合亲和力增强的分子机制仍不清楚。
尽管双酚类化合物是备受关注的EDCs，其与PPARβ/δ的相互作用仍是一个重大研究空白。现有研究观察到PPARD mRNA上调，但无法区分是直接激活还是间接和代偿性反应。唯一的竞争性结合研究确认了卤化双酚类似物以中等亲和力结合PPARβ/δ配体结合域，但该发现孤立存在，缺乏伴随的功能验证或结构表征。
2.4 邻苯二甲酸酯类
邻苯二甲酸酯是一类广泛用于PVC塑料、个人护理产品和儿童玩具的增塑剂。其生殖毒性众所周知，被认为部分通过PPAR激活介导。与双酚类化合物类似，关于邻苯二甲酸酯与PPARβ/δ相互作用的研究非常有限，现有证据多为阴性或弱阳性。邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）是研究最广泛的邻苯二甲酸酯，其在体内的主要活性代谢物为邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯（MEHP）。大量研究已确认MEHP是PPARα和PPARγ的直接激动剂。然而，关于其对PPARβ/δ活性的结果不一致。一项研究比较了各种邻苯二甲酸单酯激活三种人PPAR亚型的能力，发现尽管某些单酯有效激活PPARα和PPARγ，但其对人PPARβ/δ的活性非常低或缺失。相比之下，另一项研究提示MEHP可能通过激活PPARβ/δ促进MYCN扩增神经母细胞瘤的进展。
尽管目前关于邻苯二甲酸酯与PPARs相互作用的研究主要集中于PPARα和PPARγ，但PPARβ/δ直接相互作用的证据仍然矛盾且方法学上有缺陷。报告基因分析发现单酯几乎不激活PPARβ/δ，但缺乏结合数据无法确定是受体无反应还是分析不敏感。另一项将基因表达和表型与PPARβ/δ激活相关联并提议MEHP通过该受体驱动癌症的研究，缺乏直接受体验证，也未排除与PPARα/γ的串扰。关键在于，从未测量过任何邻苯二甲酸酯或其代谢物与PPARβ/δ的直接结合亲和力。因此，无法确定它们是非结合剂、弱部分激动剂还是情境依赖性调节剂。鉴于MEHP有效激活PPARα/γ，缺乏结合数据使亚型选择性是否反映真实药理学或仅为观察空白的问题仍未解决。
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结构生物学空白：机制洞察的障碍
现有来自细胞结合分析、小鼠体内研究和斑马鱼毒理学的证据可相互补充，但物种差异阻碍了直接比较。人和小鼠PPARβ/δ共享约90%的序列同一性，但配体结合口袋残基的物种特异性替换可能改变配体亲和力和激活效能。斑马鱼有两个PPARβ/δ旁系同源物，均非人PPARβ/δ的直接直系同源物。因此，斑马鱼胚胎中的转录反应不能在没有直系同源验证的情况下作为人受体结合的证据。此外，啮齿动物和人类之间肝脏PPAR亚型表达比例以及PPARβ/δ和PPARα对脂肪酸氧化的相对贡献不同。因此，跨物种外推需要谨慎，应优先进行人PPARβ/δ蛋白的结构研究。
迄今为止，已解析了数个PPARs与EDCs结合的晶体结构。其中，PPARγ与全氟辛酸（PFOA）的共晶结构标志着该领域的里程碑。PFOA是PFAS中广泛存在的环境污染物，具有高环境和代谢稳定性，使其能够生物累积。2024年，Pederick等人使用X射线晶体学解析了PPARγ LBD:PFOA复合物的共晶结构（PDB ID: 8U57）。该结构揭示PFOA占据PPARγ LBD内的三个不同结合位点，两个位于LBD内部，一个位于蛋白质表面的AF2区域。结构比较表明，PFOA通过部分激动剂机制在微摩尔浓度下激活PPARγ。荧光偏振实验进一步确认PFOA在体外作为部分激动剂，弱招募辅激活因子肽至AF2，而PFOA与AF2的结合在细胞环境中不太可能发生。这些发现从原子水平阐明了PFOA与PPARγ的相互作用模式，填补了PFAS-核受体相互作用结构机制理解的关键空白，并揭示了PFOA独特的非经典结合模式，其激活不依赖经典的螺旋12稳定机制，而是通过多个位点的占据协同作用。此外，该工作为设计和评估更安全的PFAS替代品提供了结构基础，可直接应用于环境风险评估和此类污染物的合理分子设计。
目前，蛋白质数据库（PDB）中尚无与PPARβ/δ结合的共晶结构被提交。PPARβ/δ与EDCs之间是否存在直接物理相互作用在很大程度上仍依赖分子对接等计算预测，缺乏实验结构数据支持。这一结构空白引发了几个基本问题。首先，环境污染物在PPARβ/δ上的精确结合模式仍不清楚，它们是在经典配体结合口袋内结合还是占据替代结合位点，目前无法通过实验区分。其次，参与污染物与PPARβ/δ形成稳定复合物的关键残基仍未鉴定，亚型选择性的结构基础模糊不清。此外，构象信息缺失，尤其是AF-2螺旋的精确位置，这对确定功能状态至关重要。
上述结构信息的缺乏对EDCs的PPARβ/δ介导毒理学研究具有重大影响。首先，它阻碍了可靠定量构效关系（QSAR）模型的开发。没有实验结构，基于同源建模或分子对接的预测模型仍未经验证，其预测值得怀疑。其次，区分直接与间接EDC效应变得困难。没有共晶结构作为证据，观察到的基因表达变化可能源于污染物直接结合PPARβ/δ，或间接通过干扰辅调节因子招募、调节受体稳定性或其他信号通路，这些可能性难以区分。最根本的是，这一知识空白严重阻碍了针对EDCs的特异性拮抗剂或保护策略的合理设计。合理药物设计需要精确的锁钥结构信息作为起点，PPARβ/δ–EDC复合物结构信息的缺乏使基于结构的拮抗剂筛选和优化不可行，也限制了从源头阻断EDCs毒性效应的干预措施。
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结论与未来展望
本综述强调了几个关键点：(1) PPARβ/δ的配体结合口袋异常开放。与PPARα和PPARγ相比，其LBD具有更大体积和更高柔性，允许容纳结构多样的环境化学物质，包括长链PFAS、邻苯二甲酸酯和双酚类似物。同时，PPARβ/δ参与一组不同的辅激活因子，可能驱动不同的转录调控网络。(2) 迄今为止，只有少数污染物被证明可直接结合PPARβ/δ。大多数研究仅提供间接功能证据，缺乏可靠的物理化学结合参数。(3) 尚未解析任何环境污染物与PPARβ/δ的共晶结构。这一结构空白严重限制了对结合机制、构象变化和亚型选择性的理解，也限制了基于结构的预测建模。
基于当前研究瓶颈，本综述提出以下优先研究方向。首先，解析PPARβ/δ与环境污染物的首个共晶结构至关重要，这是所有后续研究的基础性突破，应获得该领域的优先资助。建议整合蛋白质工程、高通量结晶筛选和同步辐射数据收集。其次，直接结合筛选应扩展至邻苯二甲酸酯、双酚类化合物和新出现的污染物。应采用表面等离子体共振（SPR）或竞争性结合分析建立结合亲和力数据库，并结合功能分析区分激动与拮抗活性。同时，应开发基于MD的预测模型并针对实验结构进行验证。增强采样技术可捕获诱导契合和构象选择过程，机器学习应被整合以训练准确的结合能预测器，实现大规模虚拟筛选。此外，可使用人源化类器官和动物模型，如通过CRISPR生成的PPARβ/δ敲入或条件敲除的人肝脏、脂肪或肠道类器官，以及人源化PPARβ/δ转基因小鼠模型，在生理相关情境下评估长期低剂量暴露的代谢后果。
填补PPARβ/δ–EDC相互作用的结构信息空白将产生深远的科学和社会影响。在基础核受体生物学中，解析污染物结合的PPARβ/δ首个共晶结构将不仅揭示该受体如何识别环境化学物质，还将揭示配体诱导构象变化和辅调节因子结合界面变构调节的一般原理，从而扩展对核受体超家族功能多样性的理解。对于疾病干预，理解污染物如何劫持PPARβ/δ代谢调控网络将为设计靶向干预提供分子靶点。流行病学证据表明，慢性暴露于PFAS和双酚类化合物显著增加肥胖、2型糖尿病和NAFLD的风险，而PPARβ/δ是这些代谢疾病的核心调节因子。全基因组关联研究也在PPARD基因内鉴定了结直肠癌和炎症性肠病（IBD）的风险位点。然而，这些人群水平疾病关联是否可归因于EDCs直接配体结合PPARβ/δ，仍缺乏分子实验数据支持。这一空白因核受体交叉调控而进一步放大。PPARβ/δ与VDR和AhR竞争RXR，EDC结合的PPARβ/δ可能间接抑制平行的肿瘤抑制或免疫调节通路。此外，同一EDC可同时激活PPARα、ERα或AhR等其他核受体，产生反映多通路协同效应的表型。没有直接结合数据，暴露-疾病关联无法从相关性提升至因果机制，也无法区分激动、部分激动或变构调节，这些区分将从根本上改变疾病预测和风险评估。因此，解析PPARβ/δ–EDC复合物结构不仅可区分直接激活与辅调节因子竞争等间接效应，为因果推断提供机制基础，还可揭示核受体超家族中配体诱导构象变化和辅调节因子结合界面重塑的一般原理。此类结构数据是构建网络级机制模型的必要前提，该模型可预测协同多受体激活如何触发特定疾病。在监管风险评估中，将PPARβ/δ纳入化学物质筛选和毒性测试系统将填补当前监管框架的关键空白，推动下一代风险评估（NGRA）从基于终点的测试向机制驱动的预测毒理学发展。值得注意的是，EDC暴露时间窗口赋予的差异易感性值得密切关注。PPARβ/δ在整个发育过程中均有表达。在胎儿期、出生后早期或青春期等关键窗口期暴露可能导致与成人暴露根本不同的代谢损伤。因此，利用共晶结构的机制数据，结合人类类器官和转基因动物模型，系统比较不同生命阶段的差异效应，将有助于阐明这一潜在风险调节因素。
本综述强调PPARβ/δ是环境毒理学中一个关键但被严重忽视的靶点。该受体与任何污染物结合的晶体结构尚未被解析，这不是不可逾越的障碍，而是一个随时可抓住的研究机遇。通过整合结构生物学、计算建模和分层实验验证，该领域可将当前的知识空白转化为详细的机制理解。这些努力不仅将从原子水平揭示环境化学物质如何劫持PPARβ/δ信号通路，还将为污染驱动的代谢疾病的下一代风险评估标准和治疗策略提供信息。
