《Journal of Environmental Sciences》：Protein-selection mass spectrometry reveals novel RXRα-active chemicals in the Yangtze River and Yellow River
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通过蛋白选择质谱法（PSMS）在长江和黄河流域水样中检测到14种新型RXRα拮抗剂，并建立整合环境浓度与ToxPi评分的风险指数模型，揭示97.4%的水样存在RXRα拮抗活性，其中octabenzone和telmisartan生态风险突出。
徐成|岳庚|徐晨凯|李强|沈新明|洪开生|万毅|胡建英
北京大学城市与环境科学学院地表过程实验室，北京 100871，中国
摘要
视黄醇X受体α（RXRα）是一种核心核受体，能与近三分之一的脊椎动物核受体形成异二聚体，在整合多种内分泌信号通路中发挥关键作用。然而，绝大多数化学物质在进入商业流通之前并未经过对其RXRα活性的评估，仅依靠现有的方法（如效应导向分析（EDA）来识别具有RXRα活性的化学物质具有挑战性。在本研究中，我们评估了中国长江和黄河流域三种类型水环境（包括源水、地表水和市政废水）中的RXRα活性。在收集的78个样本中，有76个样本（97.4%）表现出可测量的RXRα拮抗活性。通过RXRα蛋白选择性质谱技术，鉴定出14种化合物为RXRα拮抗剂，据我们所知，这些化合物此前未在ToxCast数据库中报道过。其中，氟尼辛的拮抗活性最强，半数最大抑制浓度（IC50）为14.3 μmol/L，其次是尼氯沙胺（22.2 μmol/L）、八苯酮（37.6 μmol/L）、柠檬酸三丁酯（41.1 μmol/L）、全氟辛烷磺酸（43.2 μmol/L）、吡咯克特罗宾（44.5 μmol/L）和布普罗芬（68.5 μmol/L）。随后应用了一个结合环境浓度和毒理学优先指数（ToxPi）的风险指数来对这些RXRα拮抗性污染物进行优先排序。八苯酮和替米沙坦在源水和地表水样本中始终位列前两名，表明它们具有较高的生态风险和对人类健康的潜在威胁。这些发现为基于数据的政策制定提供了重要证据，有助于针对性管理高风险污染物，从而保护水生生态系统和人类健康。
引言
内分泌干扰化学物质（EDCs）是一类特别值得关注的化学物质，因为它们会干扰内源性激素信号通路，并与一系列不良健康效应有关，从生殖功能障碍到代谢紊乱和发育异常（La Merrill等人，2020年）。尽管通过人为工业活动合成了超过35万种化学物质（Wang等人，2020年），但其中绝大多数在进入商业流通之前并未经过系统的内分泌干扰活性评估（Duh-Leong等人，2023年）。因此，大量具有内分泌干扰活性的人为化学物质可能持续排放到环境中，对生态系统和人类健康构成普遍风险。这种情况凸显了在复杂环境基质中识别和表征EDCs的紧迫性。
化学物质的内分泌干扰活性主要源于其与某些核受体（NRs）的相互作用能力，这些核受体对代谢、发育、繁殖和免疫调节至关重要（Jin等人，2025年）。视黄醇X受体（RXRs）属于类固醇/甲状腺激素受体超家族（Dawson和Xia，2012年）。RXRs能与近三分之一的脊椎动物NRs（如甲状腺激素受体（TRs）和视黄酸受体（RARs）形成异二聚体，从而调节一系列关键生物过程，包括胚胎发育、细胞分化、脂质和葡萄糖代谢以及免疫稳态（Evans和Mangelsdorf，2014年；Szanto等人，2004年）。环境污染物对RXR信号的异常激活或抑制都可能对生物体产生不良影响。三苯锡（TPT）已被证明可以通过异常激活RXRα信号导致腹足类动物发生雌雄同体现象，并导致濒危中国鲟鱼（Acipenser sinensis）出现畸形（Nishikawa等人，2004年；Hu等人，2009年）。同时，2-乙基己基二苯磷酸酯（EHDPP）或六苯氧环三磷唑（HPCTP）对RXRα的异常抑制也会在日本青鱼中引发发育毒性（Li等人，2021年；Wu等人，2023年）。存在于水环境中的RXRα活性污染物可能对多种生物产生不良影响，并可能通过饮用水暴露对人类健康构成风险。因此，有必要在河流环境和饮用水源中识别RXRα活性污染物。
尽管已有几项研究调查了各种水样本中的RXR活性（Inoue等人，2009年；Inoue等人，2011年；Jiang等人，2012年），但主要的RXR活性污染物及其环境特征仍很大程度上未被探索，部分原因是现有识别策略的局限性。高通量体外筛选方法（如Tox21程序）主要依赖于预定义的化学库，因此检测未知或意外RXR活性化学物质的能力有限。原则上，效应导向分析（EDA）可以发现未知的活性化合物（Brack等人，2016年；Tian等人，2021年）；然而，这种方法通常需要重复的分馏步骤，且劳动强度高。此外，生物活性化合物与大量非活性成分的共洗脱常常使化学鉴定复杂化，降低分析效率（Gong等人，2023年）。为了克服这些限制，蛋白选择性质谱（PSMS）作为一种强大的策略最近被用于在复杂环境基质中识别生物活性污染物，特别是内分泌干扰化学物质（Gong等人，2023年；Hu等人，2019年；Jia等人，2022年；Li等人，2023年；Yang等人，2025年）。将PSMS应用于环境样本的一个关键优势是它能够选择性地富集与蛋白质相互作用的化合物，同时消除大部分非结合的基质成分，从而可能减少基质效应并提高后续质谱分析的灵敏度（Chung等人，2021年）。
在本研究中，我们从中国最长和第二长的河流——长江和黄河中收集水样，以评估它们的RXRα活性，并识别和优先排序这两个流域中的RXRα活性污染物。我们开发了一种RXRα PSMS方法来识别这些样本中的潜在RXRα活性污染物，随后评估了它们的RXRα转录活性。接着分析了两个流域中RXRα活性污染物的浓度，并估算了一个风险指数以对其进行优先排序。本研究为水质监测和管理提供了科学依据。
材料与方法
整个实验流程包括样品采集和提取、评估环境水样中的RXRα活性、使用RXRα蛋白选择性质谱（PSMS）进行配体鉴定、验证鉴定化合物的RXRα活性，以及后续的化学定量和风险排序。
水样中的RXRα活性
通过酵母双杂交测定法评估了从长江和黄河收集的水样中的RXRα活性，这是环境样本中评估RXRα活性的常用方法（Inoue等人，2009年；Inoue等人，2011年；Jiang等人，2012年）。虽然在所有分析的样本中均未观察到RXRα激动活性，但在19个源水样本中的18个、38个地表水样本中的38个以及21个市政废水样本中的20个中检测到了RXRα拮抗活性
结论
总体而言，本研究有两个主要发现。首先，在环境水中普遍存在RXRα拮抗活性，在来自长江和黄河流域的样本中检测频率为97.4%。其次，通过结合PSMS和功能性生物测定，我们鉴定出了14种此前未报道的RXRα拮抗剂。基于这些发现，我们进一步建立了一个风险优先框架，该框架将测量的环境浓度与基于ToxPi的评分相结合
CRediT作者贡献声明
徐成：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，资源准备，方法学研究，数据分析，数据管理。岳庚：资源准备，方法学研究，数据分析，数据管理。徐晨凯：方法学研究，数据分析。李强：资源准备，方法学研究。沈新明：数据分析。洪开生：资源准备，方法学研究。万毅：项目管理，资金筹集。胡建英：撰写 – 审稿与
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了中国国家科技重大专项（编号：2025ZD1203302）的支持。我们感谢北京北京大学国家蛋白质科学中心的AKTA起始蛋白纯化系统的协助。
