Sulfoxaflor 通过破坏 HIF-1α/VEGFA 信号通路、氧化还原平衡以及引发炎症，导致心肌逐渐受损：一种综合性的生化、超声心动图和组织病理学研究方法

《Journal of Environmental Sciences》：Sulfoxaflor provokes progressive myocardial injury by disrupting HIF-1α/VEGFA signaling, redox balance, and inflammation: A comprehensive biochemical, echocardiographic, and histopathological approach

磺嘧氟氯（SRF）对 Sprague Dawley 大鼠心肌的剂量依赖性毒性作用研究显示，不同剂量SRF显著上调HIF-1α、VEGFA等基因表达，抑制抗氧化酶活性，增加氧化应激标志物MDA水平，并导致心肌组织病理改变及心脏功能指标异常，提示SRF具有强效心肌毒性，需严格监管。

　　

董颖颖|萨利姆·贾米尔|马哈茂德·埃尔·萨法迪|阿里·阿克巴尔|穆罕默德·费萨尔·海亚特|艾哈迈德·埃尔-埃玛姆|赫沙姆·M·哈桑

中国珠海519000，中山大学第五附属医院广东省分子成像工程研究中心

摘要

磺氧氟（SRF）是一种常用的新烟碱类杀虫剂，已被证明具有严重的心肌毒性。本研究探讨了不同剂量下SRF对心脏组织的心脏毒性作用。将36只大鼠分为对照组、SRF（25 mg/kg）组、SRF（100 mg/kg）组和SRF（500 mg/kg）组。SRF以剂量依赖的方式上调了缺氧诱导因子1α（HIF-1α）、血管内皮生长因子A（VEGFA）、溶质载体家族成员1（SLC2A1）、血管生成素-2（ANGPT2）、血管内皮生长因子受体2（VEGFR2）、基质金属蛋白酶-9（MMP3）和丙酮酸脱氢酶激酶1（PDK1）的mRNA表达。此外，SRF暴露抑制了血红素加氧酶-1（HO-1）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、谷胱甘肽还原酶（GSR）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性，同时增加了活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）的水平。同样，SRF中毒也以剂量依赖的方式破坏了心脏超声参数。在给予SRF（25 mg/kg、100 mg/kg和500 mg/kg）后，肌酸激酶-MB（CK-MB）、肌钙蛋白-I（troponin-I）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸磷酸激酶（CPK）、B型利钠肽（BNP）、N端Pro-B型利钠肽（NT-ProBNP）、C反应蛋白和肌钙蛋白-T的水平升高。此外，SRF还引发了核因子-κB（NF-κB）及其下游细胞因子的浓度升高。SRF增加了Bcl-2相关X蛋白（Bax）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9（Caspase-9）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）的水平，同时降低了B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）的水平。所有测试剂量下的心脏组织学均显示出严重异常。这些发现表明，SRF在所有测试剂量下都是强效的心脏毒性杀虫剂，因此建议制定严格的监管政策。

引言

新烟碱类杀虫剂是一类顶级的农药，用于农业领域中的害虫控制（Chen等人，2023年）。磺氧氟（SRF）是一种常用的新烟碱类杀虫剂，用于抑制多种害虫的生长（Ma等人，2019年）。然而，据报道它会对不同的非目标物种产生毒性（Wang等人，2023年）。最近的研究显示，SRF的使用量显著增加，这对人类和其他生物的健康构成了重大风险（Siviter等人，2018年）。SRF的残留物在施用后会在水中、植物和土壤中持续数周，从而由于生物累积而增加毒性风险（Xu等人，2020年）。其神经毒性的基本机制已在不同昆虫物种中被报道，与烟碱乙酰胆碱受体的改变有关（Barascou等人，2022年）。Convertini（2018年）记录了SRF对肝组织的不良影响，包括肝细胞肥大。

据报道，按推荐剂量长期暴露于SRF会导致生殖功能障碍（Siviter等人，2018年）。SRF会诱导细胞氧化应激，并加速Apis mellifera的细胞凋亡过程（Chakrabarti等人，2015年）。此外，对雄性大鼠的实验表明，SRF中毒会提高MDA的水平，同时显著抑制神经组织中的AchE和GSH水平（Naguib等人，2025年）。Fang等人（2018年）展示了SRF对蚯蚓的亚慢性代谢影响，表明这种杀虫剂存在于我们的环境中。SRF暴露会扰乱TLR4/NF-κB通路，从而加剧免疫炎症反应（Wang等人，2023年）。此外，SRF通过激活肌肉中的烟碱乙酰胆碱受体，导致大鼠出现致命畸形和新生儿死亡（Ellis-Hutchings等人，2014年）。此外，SRF中毒还会激活常构雄甾烷受体，促进肝脏肿瘤的生长（LeBaron等人，2014年）。

目前尚无研究探讨SRF在Sprague Dawley大鼠中的剂量依赖性心脏毒性影响。因此，本研究旨在探索SRF对心脏组织的剂量依赖性不良影响。这项研究提供了关于SRF暴露心脏毒性风险的全面见解，有助于改善人类心脏健康，并为环境和职业暴露制定更安全的监管限制。

从监管毒理学的角度来看，SRF在大鼠中的急性口服LD₅₀约为1000 mg/kg体重（美国环保署，2013年；欧洲环境署，2019年），以及28天重复剂量NOEL约为25 mg/(kg·day）（美国环保署，2013年），这表明频繁的亚致死暴露也可能导致器官系统的紊乱。基于已建立的毒理学证据，我们选择25 mg/(kg·day）作为接近记录的亚慢性NOAEL（100 mg/kg，约为LD₅₀的10%）的非致死剂量，以及500 mg/(kg·day）（约为LD₅₀的50%）作为适合于心脏毒性机制研究的较高剂量端。因此，该剂量范围涵盖了环境相关的高强度暴露范围以及用于识别机制危害的上限剂量。

部分摘录

伦理考虑

本研究在获得巴基斯坦费萨拉巴德农业大学动物学系机构伦理审查委员会的正式授权后进行（DGS编号21133-36）。动物实验遵循了1986年《英国动物操作（科学程序）法》及相关指南以及欧盟2010/63号指令关于用于科学目的的动物保护的规定。研究过程中始终遵循人道主义原则

SRF处理对缺氧-血管生成和代谢重编程基因的剂量依赖性调控

高剂量SRF处理显著增加了关键缺氧-血管生成和代谢重编程基因的mRNA表达。具体而言，HIF1A、VEGFA、SLC2A1、PDK1、ANGPT2、VEGFR2和MMP9的表达显著上调（P < 0.01至P < 0.001），在极高剂量下效果最为明显。相比之下，低剂量对所有测量基因的影响均不显著（P < 0.05）。这些发现表明SRF具有剂量依赖性反应

讨论

杀虫剂的使用日益增加，由于其广泛的毒性而引发了严重的监管问题（Paeezi等人，2025年；Zhou等人，2025年）。磺氧氟（SRF）是一种先进的杀虫剂，已被证明会对人类和其他生物产生严重的器官毒性（Siviter等人，2018年）。本研究全面阐明了SRF在Sprague Dawley大鼠中引起心肌毒性的机制。这些发现突显了

结论

总体而言，SRF中毒表现出明显的心肌功能障碍，这通过生化、组织学和心脏超声检查得到了证实。SRF暴露扰乱了HIF-1α/VEGF信号通路和心脏组织的氧化还原状态。此外，在不同剂量下，心脏功能指标也显示出显著紊乱。重要的是，心脏超声检查显示

CRediT作者贡献声明

董颖颖：监督、软件、验证、方法学、资源获取。萨利姆·贾米尔：撰写初稿、可视化、概念化。马哈茂德·埃尔·萨法迪：概念化、数据管理、软件。阿里·阿克巴尔和穆罕默德·费萨尔·海亚特：概念化、研究、监督。艾哈迈德·埃尔-埃玛姆：撰写初稿。赫沙姆·M·哈桑：正式分析、资金获取。

未引用的参考文献

Siviter等人，2019年

CRediT作者贡献声明

董颖颖：验证、监督、软件、资源、方法学。萨利姆·贾米尔：撰写初稿。马哈茂德·埃尔·萨法迪：软件、数据管理、概念化。阿里·阿克巴尔：软件、数据管理、概念化。穆罕默德·费萨尔·海亚特：监督、研究、概念化。艾哈迈德·埃尔-埃玛姆：撰写初稿。赫沙姆·M·哈桑：资金获取、正式分析。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本工作得到了沙特阿拉伯国王哈立德大学研究生院和研究部的支持，项目编号为RGP2/373/46。