双酚类化合物类似物影响了斑马鱼幼体的肝脏发育，并扰乱了其脂质稳态

《Environmental Pollution》：Bisphenol analogs affected hepatic development and disrupted lipid homeostasis in zebrafish larvae

双酚A及其类似物对斑马鱼胚胎肝脏发育的影响和脂质代谢机制研究。采用6天不同浓度（0.5-500 μg/L）的BPA、BPAF和BPG处理，发现BPG在低浓度（0.5 μg/L）下显著抑制肝脏发育，荧光面积减少，同时三种物质导致肝脏结构损伤和卵黄吸收受阻。脂质组学分析显示高浓度（≥50 μg/L）处理引起磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺等脂质成分积累，单细胞RNA测序揭示肝细胞中脂质积累、肝脂变性及代谢通路激活，并发现apoeb基因下调与脂质稳态紊乱相关。

　　

姚正|应黄|贾佳丽|滕丽燕|徐艳阳|袁丽来|杨文波|邱静|钱永忠|柴婷婷|穆茜燕

中国渔业科学院淡水渔业研究中心，江苏

摘要

有证据表明，人类接触内分泌干扰物（EDCs），如双酚A（BPA），与肝脏发育异常有关。然而，相关机制，尤其是在生命早期发育过程中对脂质稳态的影响仍不清楚。在这项研究中，我们将斑马鱼胚胎暴露于BPA及其替代品双酚AF（BPAF）和双酚G（BPG）中，暴露时间为6天，浓度分别为0.5、50和500（对于BPA和BPAF）或250（对于BPG）μg/L。我们发现，一种名为BPG的类似物对斑马鱼幼体的肝脏发育影响最大，在低浓度（0.5 μg/L）下显著降低了Tg (fabp10a:dsRed;ela3l:EGFP) 转基因斑马鱼的荧光面积。同时，这三种双酚都导致了肝脏结构损伤，并阻碍了卵黄的吸收。斑马鱼幼体的全身油红染色和脂质组分析显示，在50 μg/L或更高浓度的双酚暴露后出现了脂质积累，包括磷脂酰胆碱、溶血磷脂乙醇胺、二甘油酯和鞘磷脂的增加。10x单细胞RNA-Seq分析显示，双酚类似物的暴露显著激活了肝细胞中的脂质积累、肝脂肪变性和脂质代谢途径，而apoeb的下调与脂质稳态紊乱有关。这些发现有助于深入理解双酚干扰肝脏发育和脂质代谢的机制。

引言

内分泌干扰物（EDCs）与肝脏疾病发病机制之间的联系尤为重要，因为这些化学物质与全球代谢综合征的流行有关（Chamorro-Garcia等人，2021年）。肝脏在解毒和异生物质处理中的关键作用使其容易受到EDCs引起的功能障碍的影响。先前的研究表明，暴露于包括双酚A（BPA）和七种邻苯二甲酸酯在内的EDCs混合物中，剂量达到≥25个与人类相关的数量级，可通过激活基因组和非基因组途径导致代谢异常、脂肪性肝炎和肝纤维化，从而对整体肝功能产生有害影响（Rahman等人，2022年）。儿童时期接触EDCs，无论是单独接触还是联合接触，都可能影响代谢结果，包括体重指数z分数（zBMI）和脂质水平（Braun等人，2017年）。因此，进一步阐明EDCs引起的肝脏疾病的发病机制至关重要。

BPA是一种广泛使用的工业化学品，由于其对人体健康的不良影响，尤其是在婴儿和儿童中，其使用受到了限制（Chen等人，2016年；Mustieles等人，2020年）。然而，BPA的类似物，如双酚S（BPS）、双酚AF（BPAF）和新发现的双酚G（BPG），已经出现，并且经常在环境和生物样本中被检测到（表1），包括地表水、室内灰尘、日常消费品和人体组织中，浓度范围从几μg/L到几千μg/L不等（Huang等人，2020年；Huang等人，2021年；Liao等人，2012年；Siddique等人，2021年）。根据目前的报告，中国珠江三角洲的地表水中BPA浓度高达56 μg/L，日本造纸厂排放物中的BPA浓度高达370 μg/L（Chen等人，2020年）。BPA类似物在地表水样本中的检测浓度与BPA相当甚至更高。2013年至2016年间，太湖中的BPAF平均水平增加了近400倍（Yan等人，2017年；Jin和Zhu，2016年），在中国河水中检测到的BPAF浓度可达15.3 μg/L（Song等人，2012年）。作为一种新的双酚化合物，BPG近年来在珠江的水环境中被检测到，水中的浓度范围为ND至2.47 ng/L，沉积物中的浓度范围为ND至210 ng/g（Huang等人，2020年）。

这些类似物表现出与BPA相似或更强的毒性作用，对健康构成重大威胁（Mu等人，2018a；Mu等人，2022年；Mu等人，2022年；Yuan等人，2019年；Zhao等人，2024年）。肝脏是代谢和解毒的重要器官，可以保护生物体免受潜在有毒化学物质的伤害，摄入的BPA在肝脏中代谢，但同时也可以通过多种机制导致肝毒性和肝脏损伤（Abdulhameed等人，2022年；Heindel等人，2017年；Feng等人，2020年）。研究表明，BPA会干扰葡萄糖-脂质代谢并导致斑马鱼肥胖（Vanni等人，2021年；Diamante等人，2021年；Tian等人，2021年），而BPS也表现出类似的代谢效应，包括胰岛素敏感性和脂质组紊乱（Zeng等人，2021年）。最近的研究还报告称，BPAF和BPA可以通过抑制PPARγ来减少人类前脂肪细胞的脂质生成（Schaffert等人，2021年）。这些结果反映了双酚类似物对人类和环境动物引发代谢紊乱的威胁，考虑到其数量和检测水平的持续增加。然而，关于双酚如何干扰脂质代谢的分子机制，尤其是在对EDCs敏感的早期发育阶段，目前尚不清楚。

斑马鱼由于发育迅速且与人类高度相似，成为发育和代谢研究的理想模型（Snieckute等人，2023年；Patton等人，2021年）。单细胞RNA测序为分析特定细胞类型的细胞异质性和转录变化提供了一种新方法。这种方法可以根据细胞的分子表型来分离和鉴定细胞类型，从而便于分析特定细胞类别中的转录变化。这将为化学压力下早期发育阶段肝脏功能障碍的分子机制提供深入见解。

本研究探讨了BPA及其类似物（BPAF和BPG）对斑马鱼幼体肝脏的影响，重点关注肝脏损伤和脂质稳态紊乱。通过使用10×单细胞RNA测序，我们阐明了肝细胞的转录反应，增强了我们对早期发育过程中肝脏功能障碍分子机制的理解。这项研究将有助于更全面地了解双酚类似物的负面影响。

部分摘录

化学物质

BPA（CAS 80-05-7，J&K B0494）和BPAF（CAS 1478-61-1，J&K 533153）纯度为99%，购自J&K Scientific（北京，中国）。95%的BPG（CAS:127-54-8，BD 297061）购自Bide Pharmatech Ltd（上海，中国）。三种双酚类似物的化学结构信息见表1。

动物

成年斑马鱼（野生型，AB品系）的来源和饲养，以及胚胎的制备方法，均按照我们之前的研究进行，并在补充材料中有详细说明

双酚类似物抑制斑马鱼幼体的肝脏发育

我们使用Tg (fabp10a:dsRed;ela3l:EGFP) 转基因斑马鱼来观察BPA及其类似物（BPAF和BPG）对肝脏的发育影响（图1a）。根据荧光显微镜观察，对照组斑马鱼幼体的肝脏区域饱满且伸展。我们发现，BPA和BPAF处理显著抑制了肝脏发育，包括肝脏形态变化（与对照组相比，肝脏变得更薄或更短）和荧光减少

BPA类似物影响斑马鱼的肝脏发育

在过去十年中，许多研究表明，环境暴露与肝脏疾病显著相关，这些环境因素包括空气污染（颗粒物和挥发性化学物质）、污染物如多环芳烃、双酚A和全氟及多氟物质（Barouki等人，2023年）。多项研究表明，代谢系统是双酚类似物的敏感靶标（Heindel等人，2017年；Feng等人，2020年；Mu等人，

CRediT作者贡献声明

姚正：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，方法学，研究。穆茜燕：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，研究，资金获取，概念构思。柴婷婷：撰写——审稿与编辑，验证，资源提供。徐艳阳：验证，资金获取。滕丽燕：软件，方法学，研究。贾佳丽：方法学，研究。应黄：撰写——审稿与编辑，验证，方法学，研究。

未引用的参考文献

Choi等人，2004年；Cimmino等人，2020年；Fraher等人，2016年；Gibellini和Smith，2010年；Han等人，2019年；Schlombs等人，2003年；Wang等人，2023年；Zhang等人，2023年。

数据可用性

本研究中实验的原始数据可在合理请求下从作者处获得。

作者声明本手稿不存在利益冲突或竞争性利益冲突。

多项研究表明，双酚类似物具有改变脂质代谢的能力。

怀孕小鼠暴露于BPS会导致脂肪细胞来源的外泌体中miR-29a-3p的产生减少，从而降低miR-29a-3p向肝细胞的转移。

利益冲突声明

? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：穆茜燕报告获得了中国国家自然科学基金的支持。徐艳阳报告获得了中国国家重点研发计划的支持。杨文波报告获得了中国渔业科学院中央公益性科研机构基础研究基金的支持。

致谢

本研究工作得到了中国国家自然科学基金（编号：22476213）、中国国家重点研发计划（编号：2023YFF1104804）、中央公益性科研机构基础研究基金（编号：2025TD11）以及中国农业科学院的科技创新计划（编号：CAAS-ASTIP-IQSTAP-2025）的支持。