新型溴化阻燃剂TBPH通过S1PR3上调甲状腺合成相关标志物，并在非典型的JAK-STAT信号通路激活过程中涉及IL-10的参与

《Environmental Research》：Novel brominated flame retardant TBPH upregulates thyroid synthesis markers via S1PR3 and involves IL-10 with atypical JAK-STAT activation

　　

摘要

双(2-乙基己基)四溴邻苯二甲酸酯（TBPH）作为一种新兴的溴化阻燃剂，由于其具有干扰内分泌系统的潜力而引发了环境问题。尽管流行病学证据和我们之前的动物研究表明TBPH与甲状腺功能障碍有关，但其分子机制仍不明确。本研究旨在识别TBPH引起甲状腺效应所涉及的潜在分子靶点和下游途径。我们发现，100 nM浓度的TBPH显著上调了人类甲状腺滤泡细胞（Nthy-ori 3-1）中关键甲状腺激素合成标志物PAX-8、TPO和TG的表达。计算机模拟对接分析确定S1PR3是一个潜在的相互作用分子，预测亲和力适中，细胞热位移测定（CETSA）提供了靶点结合的初步证据。S1PR3的敲减部分减弱了TBPH引起的标志物上调。机制上，TBPH以S1PR3依赖的方式增加了白细胞介素-10（IL-10）的水平，并激活了一个非经典的JAK-STAT通路（JAK3、TYK2、STAT2和STAT5）。此外，IL-10的过表达增强了下游效应因子的表达，而Jak3的过表达同样促进了PAX-8和TPO的水平；相反，Tyk2的敲减降低了这些标志物的水平，这支持了这一替代信号级联通路的功能作用。重要的是，这些通路的关键元素在TBPH处理的大鼠甲状腺组织中也得到了验证，为体内观察结果提供了支持。总体而言，我们的结果表明S1PR3/IL-10/非经典JAK-STAT通路可能是TBPH引起甲状腺标志物上调的候选机制，为未来TBPH及相关新兴溴化阻燃剂的毒理学研究提供了一个假设生成框架。

引言

内分泌干扰化学物质（EDCs）是一类普遍存在的环境化合物，它们可以模仿、阻断或干扰人体内分泌系统的正常功能（Yilmaz等，2020年）。这种干扰可能会破坏激素稳态，并对生长、发育和代谢调节等生理过程构成潜在风险（Ahn和Jeung，2023年）。溴化阻燃剂（BFRs）作为典型的EDCs已被广泛用于工业产品中，因为它们具有优异的阻燃性能（Hamers等，2006年）。先前的研究表明，由于高毒性、持久性和生物累积潜力，传统的BFRs（如多溴二苯醚（PBDEs）已在全球范围内被淘汰（Okeke等，2024年）。然而，新型BFRs（NBFRs）的发展和应用不断增加，为环境和健康研究带来了新的挑战，因为它们的毒理学特性和潜在危害需要进一步深入研究。

在各种新兴的BFRs中，双(2-乙基己基)四溴邻苯二甲酸酯（TBPH）已成为高产量的替代品，广泛用于塑料、纺织品和电子产品中以提高阻燃性能（Nacci等，2018年）。TBPH污染已在多种环境介质中被记录到，包括室内灰尘、淡水和大气（Cequier等，2014年；Venier等，2014年；Zheng等，2015年）。人类暴露进一步通过在血清、母乳和指甲等生物样本中的检测得到证实（Chen等，2019年；Liu等，2016年；Zhou等，2014年）。值得注意的是，在中国莱州湾一个电子垃圾填埋场附近的居民血清样本中测得的TBPH浓度高达3859 ng/g（He等，2013年）。流行病学证据进一步表明TBPH暴露与甲状腺激素水平的变化之间存在正相关，提示其可能干扰甲状腺功能（Johnson等，2013年）。我们之前的研究也显示TBPH增加了SD大鼠血清中的甲状腺素水平（Yuan等，2024b）。然而，其确切的分子机制仍不清楚。

作为内分泌系统的核心组成部分，甲状腺在调节代谢、大脑发育和能量平衡中起着关键作用，因此特别容易受到EDCs的干扰（Mullur等，2014年；Pearce，2024年）。甲状腺激素的合成主要由下丘脑-垂体-甲状腺（HPT）轴调控，其中促甲状腺激素（TSH）在甲状腺滤泡细胞中激活cAMP信号通路。该通路刺激关键的转录因子如PAX8和TTF1，从而促进功能性蛋白质的表达，包括钠/碘转运蛋白（NIS）、甲状腺过氧化物酶（TPO）和甲状腺球蛋白（TG）（Carvalho和Dupuy，2017年；Montanelli和Tonacchera，2010年）。越来越多的证据表明，许多BFRs可以直接干扰甲状腺激素的合成或分泌过程（Yeshoua等，2024年）。例如，BDE-153与甲状腺素（T4）竞争结合甲状腺素结合球蛋白（TBG），亲和力很高（Sheikh和Beg，2022年），而BDBPE与三碘甲状腺原氨酸（T3）竞争结合甲状腺受体（TR）（Zheng等，2024年），这说明了BFRs干扰甲状腺功能的不同途径。

分子对接是一种强大的计算策略，用于识别BFRs的潜在分子靶点。该技术基于3D结构信息预测配体-受体相互作用，并识别高亲和力的结合伙伴（Karaku?和Kuzu，2025年）。先前的计算机模拟分析提出了几个TBPH的候选蛋白靶点，包括孕烷X受体（PXR）、大麻素CB2受体（CB2R）和鞘磷脂-1-磷酸受体3（S1PR3）（Yuan等，2024a）。S1PR3是一种G蛋白偶联受体，可与生物活性脂质S1P结合（Chen等，2022年）。例如，S1P通过S1PR介导的p-ERK1/2激活和TRβ1的抑制促进了人类甲状腺癌细胞的侵袭性（Asghar等，2022年）。此外，S1PR信号通路调节白细胞介素家族成员（如IL-1、IL-6和IL-10）的表达（Ren等，2017年）。白细胞介素是由免疫细胞以及上皮细胞（包括甲状腺滤泡上皮细胞）产生的多效细胞因子（Grubeck-Loebenstein等，1989年）。这表明S1PR及其下游的白细胞介素通路可能在调节甲状腺细胞分化和激素合成中发挥新的作用。

白细胞介素-10（IL-10）是一种多效细胞因子，通常通过由IL-10R1和IL-10R2组成的受体复合物发挥其生物学效应。经典的IL-10信号通路涉及激活受体相关的Janus激酶JAK1和TYK2，导致信号转导子和转录激活因子3（STAT3）的磷酸化和核转移（Murray，2006年）。然而，新的证据表明IL-10信号并不总是局限于这一经典通路。在某些炎症或恶性条件下，已经报道了细胞类型特异性或情境依赖性的非经典JAK-STAT激活，包括STAT1、STAT5甚至JAK2的参与（Yang等，2019年；Zhang等，2025年；Zhu等，2025年）。值得注意的是，JAK3主要与常见的γ链（γc）细胞因子受体家族（如IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15、IL-21）相关，但在IL-22（一种IL-10家族细胞因子）下游的激活偶尔也在特定细胞情境中被观察到，尽管其潜在机制尚未完全了解（Wang等，2022年）。鉴于细胞因子信号网络的复杂性和可塑性，在甲状腺滤泡细胞中，或在暴露于TBPH等环境化学物质时，IL-10可能通过替代或修改的JAK-STAT通路发挥作用。

基于这些见解，我们选择S1PR和IL-10作为实验验证的主要候选对象。我们假设TBPH在结构上与S1PR竞争结合，并触发下游的IL-10信号通路，最终导致关键甲状腺激素合成基因（如PAX-8、TPO和TG）的上调。本研究结合了人类甲状腺滤泡细胞（Nthy-ori 3-1）的体外检测和SD大鼠的体内暴露，以验证TBPH结合S1PR并触发下游信号通路的假设。这一体外模型有助于阐明潜在的分子初始事件。我们的发现旨在为评估TBPH和相关新兴BFRs的潜在危害提供一个基础的机制框架。

章节片段

细胞培养和化学处理

人类甲状腺滤泡上皮细胞系Nthy-ori 3-1（ECACC）在含有10%胎牛血清（FBS，TransGen，中国）、1%青霉素-链霉素和1% L-谷氨酰胺的RPMI 1640培养基中培养，培养条件为37°C和5% CO₂的湿润环境。实验中，将对数生长期的细胞接种到培养板上并让其贴壁12小时。细胞用溶解在培养基中的TBPH（纯度>99%；AccuStandard，美国）处理，最终浓度为

TBPH上调了关键甲状腺激素合成标志物PAX-8、TPO和TG

为了评估TBPH对人类甲状腺素合成的影响，将甲状腺滤泡上皮细胞（Nthy-ori 3-1）处理24小时后分析了关键蛋白质标志物。在任何测试浓度下均未观察到细胞毒性（图S1）。免疫荧光分析显示，TBPH暴露显著上调了转录因子PAX-8的表达，且这种上调具有剂量依赖性（P < 0.05），主要定位在细胞核中（图1A）。这一刺激进一步

讨论

多溴二苯醚（PBDEs）的全球淘汰导致新型溴化阻燃剂（NBFRs）的使用显著增加，如TBPH。作为添加剂阻燃剂，TBPH不会与聚合物基质发生化学结合，因此容易从聚氨酯泡沫等消费品中渗出（Venier等，2015年）。其在环境中的普遍存在引发了重大的公共卫生问题，因为人类会通过

结论

本研究确定了一种潜在的分子机制，通过这种机制，新兴的溴化阻燃剂TBPH上调了关键甲状腺激素合成标志物（PAX-8、TPO、TG），最终提高了循环中的甲状腺激素水平。一个关键的发现是确定了S1PR3作为TBPH的功能中介候选分子。我们的数据表明，TBPH通过与IL-10和非经典JAK-STAT通路的相互作用发挥作用。这些发现为进一步研究提供了假设生成框架

CRediT作者贡献声明

杨家伟：写作 - 审稿与编辑，撰写初稿，可视化，验证，监督，软件，研究。张琼：写作 - 审稿与编辑，可视化，验证。张海晨：可视化，方法学，研究。周涛：方法学，研究。陈雷宁：写作 - 审稿与编辑，软件。肖倩倩：写作 - 审稿与编辑，项目管理。孟庆和：写作 - 审稿与编辑，项目管理。

伦理批准

本研究遵循了国家研究委员会关于实验室动物护理和使用的指南，所有使用的动物都得到了北京大学健康科学中心动物护理和使用委员会的批准（批准编号：BCJC0125）。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFF1001600）的支持。

Jiawei Yang|Qiong Zhang|Haichen Zhang|Tao Zhou|Lening Chen|Qianqian Xiao|Qinghe Meng|Jianjun Jiang|Weidong Hao|Xuetao Wei

北京大学公共卫生学院毒理学系，北京，100191，中国