系统毒理学研究表明，对苯二甲酸二辛酯是一种可能诱发类似自闭症谱系障碍行为的危险物质：来自网络毒理学和斑马鱼模型的证据

《Journal of Environmental Sciences》：Systematic toxicology reveals dioctyl terephthalate as a hazardous agent on autism spectrum disorder-like behaviors: Evidence from network toxicology and zebrafish models

本研究通过整合网络毒理学和斑马鱼体内实验，揭示了DOTP通过神经发育损伤和氧化应激影响自闭症样行为的机制，鉴定出31个潜在靶点及6个核心靶点，证实DOTP可作为环境风险因素。

　　

魏颖|田晔|韩晓东|阮明亮|牛铁铮|王世奇|陈星宇|吴东梅|刘雷|江志梅

中国佳木斯大学第一附属医院，佳木斯154003

摘要

自闭症谱系障碍（ASD）是一种复杂的神经发育障碍，其特征是社交互动受损，以及行为模式受限和重复。越来越多的证据表明，产前接触某些环境污染物可能与该病的发病机制有关。邻苯二甲酸二辛酯（DOTP）作为一种替代邻苯二甲酸的塑料增塑剂，在工业和消费塑料制造中广泛使用，由于其普遍存在和潜在的毒性，已成为一个日益受到关注的环境污染物。然而，DOTP暴露与类似ASD的行为之间的关联仍不清楚。本研究旨在通过整合网络毒理学和体内斑马鱼（Danio rerio）实验，探讨DOTP诱导的类似ASD行为的相关性。通过系统地筛选化学和疾病数据库，我们确定了31个将DOTP暴露与类似ASD行为联系起来的共同靶点，并通过PPI网络确定了六个核心靶点（NRF2、MAOA、SLC2A1、STAT1、PRKCA和HDAC6）。进一步的功能富集分析表明，DOTP主要通过神经发育障碍和氧化应激诱导类似ASD的行为。随后的分子对接实验提供了结构验证，显示DOTP与核心靶点之间存在稳定的氢键相互作用。最后，体内实验确认DOTP在斑马鱼胚胎中引发了类似ASD的行为，其表型与已建立的ASD化学模型丙戊酸诱导的行为相当。我们的研究共同表明，DOTP可能通过破坏神经发育和氧化还原平衡，成为导致类似ASD行为的环境风险因素。本文强调了尽管DOTP相比传统邻苯二甲酸增塑剂具有优势，但仍需进一步研究其环境归趋和生态后果的必要性。

引言

自闭症谱系障碍（ASD）是一种复杂的神经发育障碍，其特征是社交沟通和互动受损、兴趣范围狭窄以及行为模式重复（Lord等人，2018年）。作为神经发育障碍谱系中的一个诊断实体，ASD的定义是在多种情境下存在显著的社交互动和沟通障碍（Genovese和Butler，2020年）。流行病学和临床研究表明，ASD患者患心血管疾病（Gu等人，2018年）、肥胖（Sammels等人，2022年）、睡眠障碍（Wang等人，2016年）的风险增加，免疫系统功能也下降（Goyal和Miyan，2014年）。此外，ASD还与重要的精神和躯体共病相关，这些共病显著影响长期健康结果（Hsu等人，2024年）。ASD的病因尚未完全阐明，现有证据支持其由多种因素共同作用引起，包括复杂的基因-环境相互作用、多基因遗传模式和潜在的表观遗传修饰（Chaste和Leboyer，2012年）。

新兴的流行病学和机制学研究表明，环境因素在ASD的发病机制中起着重要作用（Bai等人，2019年；Bhandari等人，2020年）。值得注意的是，基于人群的研究一致显示，接触空气污染物（包括细颗粒物（PM_2.5）和多环芳烃（PAHs）与ASD易感性增加有关（Rahman等人，2023年；Dutheil等人，2021年）。此外，越来越多的证据表明，产前和早期生活中接触农药和内分泌干扰化学物质可能通过改变神经递质平衡和干扰激素介导的信号通路来干扰神经发育过程（He等人，2022年；Marí-Bauset等人，2022年）。虽然这些发现突出了环境因素在ASD病因中的潜在作用，但这些关联背后的确切分子机制仍有待完全阐明，需要综合方法进行进一步研究。

邻苯二甲酸二辛酯（DOTP，双（2-乙基己基）邻苯二甲酸酯；CAS# 6422-86-2）是工业和消费塑料制造中常用的替代增塑剂，由于其低毒性而具有明显优势（Harmon和Otter，2018年）。作为一种环境可持续的增塑剂，DOTP在各种制造领域具有特殊用途，包括食品包装材料、医疗设备和儿童产品（例如玩具、日常护理用品和学习工具）（Li等人，2024年）。DOTP出色的物理化学性质，尤其是其优异的热稳定性和聚合物相容性，使其特别适合用于聚氯乙烯（PVC）应用（Huang等人，2024年）。

然而，由于其普遍存在和潜在的毒理学效应，DOTP已成为一个日益令人担忧的环境污染物（Cao等人，2025年）。研究表明，DOTP在微生物群落中的环境持久性和生物降解性有限（Mohamed等人，2024年）。值得注意的是，即使在相对较低的浓度（1 % V/V）下，DOTP也会诱导微生物应激反应，表明其可能造成生理紊乱。这些发现促使人们对DOTP的毒理学进行重新评估，特别是其对关键发育阶段人类健康的潜在影响。新兴证据表明，产前接触某些有害环境物质（包括邻苯二甲酸、持久性有机污染物（POPs）和重金属）可能增加后代的ASD风险（Carter和Blizard，2016年）。尽管DOTP与已确定的环境毒素（特别是邻苯二甲酸酯）在结构上相似，但其暴露对ASD发病机制的潜在神经发育毒性仍是一个未解决的任务，需要系统研究。

为了阐明环境暴露与多因素疾病（如ASD）之间的复杂机制，网络毒理学作为一种强大的预测和整合方法应运而生。该方法利用计算工具构建化学物质、潜在蛋白质靶点及相关生物途径之间的相互作用网络（Li等人，2025年）。通过网络毒理学，我们可以超越传统的“一种化学物质一个靶点”的范式，为假设化学物质诱导的疾病表型背后的分子启动因素和级联事件提供系统层面的框架（Huang，2024年）。这种方法特别适合研究像DOTP这样缺乏成熟毒理学数据的污染物。

在本研究中，我们采用了一种综合方法来探讨DOTP暴露与类似ASD行为之间的潜在关联。通过整合网络毒理学和分子对接分析，我们确定了DOTP诱导的类似ASD行为背后的核心分子靶点和途径。为了在体内验证这些计算预测，我们使用了斑马鱼（Danio rerio）模型，这是一个评估神经发育毒性的成熟系统。DOTP的暴露剂量基于先前生态毒理学研究中报告的环境相关浓度（Mohamed等人，2024年），从而确保了我们实验设计的生物学和环境相关性。我们的结果为DOTP对类似ASD行为的潜在影响提供了宝贵的见解，并强调了尽管DOTP作为传统邻苯二甲酸增塑剂的替代品被广泛使用，但仍需进一步研究其环境归趋和生态后果的必要性。

章节片段

化学物质和试剂

邻苯二甲酸二辛酯（DOTP；#D807105；纯度≥98%；以纯净液体形式购买）和丙戊酸（VPA；#S830714；纯度≥98%）购自中国Macklin公司。活性氧（ROS）试剂盒（#S0033S）及探针2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯（DCFH-DA）购自中国Beyotime公司。用于检测丙二醛（MDA；#A003-1-2）、超氧化物歧化酶（SOD；#A001-3-2）、过氧化氢酶（CAT；#A007-1-1）和谷胱甘肽（GSH；#A005-1-2）的商业检测试剂盒也来自同一家公司。

DOTP暴露对类似ASD行为的初步靶点预测

首先，我们通过Swiss Target Prediction和SuperPred数据库系统地筛选了180个潜在的DOTP暴露靶点（附录A 图1a）。随后，通过深入分析GeneCards数据库，我们确定了1808个与ASD相关的靶点。经过整合和去除重复条目后，我们确定了31个可能在DOTP暴露引发的类似ASD行为中起关键作用的共同靶点（附录A 图1b，详细列表见附录A 表S2）。

讨论

ASD是一种复杂的神经发育障碍，其特征是社交沟通障碍、兴趣范围狭窄以及重复性的刻板行为。来自纵向队列研究和机制毒理学研究的新兴数据表明，特定的环境暴露（如空气污染物、内分泌干扰化学物质）与ASD易感性增加有关（Pugsley等人，2022年）。此外，流行病学证据表明，产前接触空气污染物……

结论

总之，本研究表明，DOTP暴露可能通过神经发育障碍和氧化应激途径导致类似ASD的行为。通过整合生物信息学筛选和实验验证，我们确定了31个与类似ASD行为相关的潜在DOTP相关靶点，其中六个核心靶点与神经发育毒性和氧化还原失衡密切相关。分子对接分析显示DOTP与……之间存在强烈的结合亲和力。

未引用的参考文献

Gu等人，2023年；Tran等人，2020年

CRediT作者贡献声明

魏颖：撰写——初稿，概念构思。田晔：软件，资源准备。韩晓东：验证，实验研究。阮明亮：正式分析。牛铁铮：可视化。王世奇：方法学。陈星宇：数据管理。吴东梅：撰写——审阅与编辑，资金获取。刘雷：撰写——审阅与编辑，监督。江志梅：项目管理，资金获取。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

黑龙江省高等院校基本科学研究项目（2025-KYYWF-ZR0695）。