《Food and Chemical Toxicology》：6PPD-quinone promotes ovarian cancer progression: Insights from network toxicology, machine learning, and in vitro validation
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6PPD-quinone（6PPD-Q）作为轮胎抗氧化剂转化产物，其通过调控DDR1、ABL1、PDE2A、FRK和F10等核心靶点促进卵巢癌（OC）细胞增殖，建立了环境暴露-分子靶点-疾病表型的明确链条，为OC防治提供新靶点。
王楠楠|朱静瑜|吴宁娟|袁航|孙彦霞|党晓鹤|王世瑞|李玉蓓|常杰|杨晓峰
西安交通大学第一附属医院妇产科，中国陕西省西安市710061
摘要
6PPD-醌（6PPD-Q）是一种有毒的轮胎衍生抗氧化剂转化产物，是广泛存在的环境污染物，与生殖毒性有关。然而，其在卵巢癌（OC）中的作用仍不清楚。我们结合网络毒理学和转录组分析来阐明6PPD-Q的致癌机制。通过筛选GEO、SwissTargetPrediction和SEA数据库，我们确定了26个交叉靶点。利用机器学习和SHAP分析，优先确定了五个核心生物标志物：DDR1、ABL1、PDE2A、FRK和F10。分子对接显示6PPD-Q与这些核心蛋白质具有高结合亲和力。体外验证（包括CCK-8、平板菌落形成和qRT-PCR实验）证实6PPD-Q暴露显著促进卵巢癌细胞增殖。从机制上讲，6PPD-Q可能通过调节枢纽靶点的表达来影响卵巢癌的进展。本研究建立了明确的“暴露-靶点-表型”链，将6PPD-Q定性为潜在的卵巢癌环境促进因子，并提出了潜在的干预靶点。
引言
卵巢癌（OC）对全球妇女健康构成严重威胁，其早期症状隐匿且临床进展迅速，是全球最具致命性的妇科恶性肿瘤。根据全球癌症监测机构（GLOBOCAN）的数据，每年约有30万新病例被诊断出来，导致约20.7万人死亡。这些统计数据凸显了卵巢癌对公共卫生的严峻挑战。虽然卵巢癌的病因主要归因于遗传因素，但越来越多的证据表明环境因素在疾病进展中起着关键作用。暴露于大气污染物（如PM2.5和氮氧化物）以及内分泌干扰化学物质（包括草甘膦、DDT、多氯联苯（PCBs）和双酚A（BPA）可能会增加卵巢癌的风险。这些污染物可能通过多种关键机制驱动肿瘤发生：破坏激素平衡、系统性免疫失调以及诱导DNA损伤。
6PPD-醌（6PPD-Q）是一种普遍存在但常被忽视的环境污染物，对人类健康构成重大威胁。随着城市化的快速发展和车辆交通的增加，轮胎在机械磨损和风化过程中不可避免地将抗氧化剂6PPD释放到环境中。随后，臭氧分解将6PPD转化为其有毒衍生物6PPD-Q。在中国城市PM2.5中检测到6PPD-Q的浓度在1.70至6.70 pg/m3之间，表明它是一种持久的大气污染物。此外，对美国西海岸道路径流和受雨水影响的溪流的回顾性分析证实了6PPD-Q的广泛存在，其浓度范围为0.3至19 μg/L，这些水平经常超过敏感水生物种的中位致死浓度0.8 ± 0.16 μg/L。在人类尿液中检测到6PPD-Q（浓度约为15–2910 ng/L），提供了人群广泛暴露的有力证据。现有研究表明，6PPD-Q诱导的氧化应激会促进基因毒性，特别是增加肺上皮细胞的DNA损伤。先前的研究利用网络药理学和转录组学揭示了6PPD-Q与前列腺癌（PC）之间的潜在关联，表明6PPD-Q可能通过激活雄激素受体（AR）和其他关键靶点促进肿瘤发生。在生殖健康方面，多囊卵巢综合征（PCOS）患者的卵泡液中6PPD-Q水平显著升高，浓度约为400-1200 ng/L。研究表明，6PPD-Q暴露会抑制PI3K/AKT信号通路，从而诱导颗粒细胞凋亡。小鼠模型的体外证据表明，40天的6PPD-Q暴露会导致类似PCOS的表型，包括激素失衡、发情周期停止和多囊卵巢形态。
尽管现有研究表明环境中的6PPD-Q参与了多种恶性肿瘤和妇科疾病的发病机制，但其在卵巢癌亚型中的具体作用仍需进一步探索。为填补这一知识空白，本研究首次采用综合框架（结合转录组学、网络毒理学、机器学习和分子对接）来识别与6PPD-Q暴露相关的关键靶点。这种多方面的方法全面描述了6PPD-Q与卵巢癌之间的分子关联，为这种致命疾病的环境病因提供了新的见解。
6PPD-Q靶基因的汇编
6PPD-Q的2D和3D化学结构及其SMILES表示法是从PubChem数据库中检索到的（
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov ）。使用SwissTargetPrediction（
http://swisstargetprediction.ch https://sea.bkslab.org/ 6PPD-Q相关靶点的识别
网络毒理学为阐明环境毒素的分子机制和识别潜在靶点提供了有力的框架。利用这种方法，我们研究了6PPD-Q在卵巢癌中的致病作用。首先，从PubChem数据库中检索了6PPD-Q的2D和3D化学结构及其SMILES表示法（图1A）。随后，我们使用SwissTargetPrediction和SEA数据库确定了121个预测的6PPD-Q靶点。
讨论
作为一种普遍存在的环境污染物，6PPD-Q在土壤和水生系统中广泛分布，并通过长期日常暴露在人体各器官中积累。最近的研究表明，6PPD-Q会使肿瘤抑制因子PTEN失活，导致PI3K/AKT信号通路的持续激活。这一级联反应会引起ARG2介导的代谢重编程，其特征是谷氨酰胺分解增强和三羧酸（TCA）循环功能障碍。
研究的局限性
尽管转录组数据已经进行了标准化处理，但由于缺乏完整的临床信息，无法调整混杂因素，这可能会影响差异表达基因（DEG）筛选的可靠性。这可能会限制我们研究结果的普遍性；未来的研究应优先考虑具有完整临床注释的数据集或进行前瞻性验证。
本文中使用的暴露浓度代表6PPD-Q的毒理学潜力，而非精确的内部剂量测量。
作者贡献声明
朱静瑜： 方法学、正式分析、数据管理。
王楠楠： 撰写初稿、数据管理、概念构思。
杨晓峰： 撰写、审稿与编辑。
常杰： 撰写、审稿与编辑。
李玉蓓： 可视化处理。
王世瑞： 撰写初稿。
党晓鹤： 撰写初稿。
孙彦霞： 撰写初稿。
袁航： 撰写初稿、可视化处理。
吴宁娟： 数据管理。
数据获取
本研究的所有数据和R脚本可向相应作者索取。
伦理批准和参与同意
不适用。
出版同意
不适用。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
资助
无。
致谢
无。
