《Chemico-Biological Interactions》：Benzotriazole ultraviolet stabilizers impair trophoblast function at nanomolar concentrations via GPER signaling: implications for placental health
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苯并三唑紫外线稳定剂（BUVSs）通过激活GPER通路显著促进胎盘细胞增殖、迁移和侵袭，其最低有效浓度在纳摩尔级别，与人类暴露水平接近，提示存在潜在妊娠风险。
赵泽培|朱世叶|胡颖煌|万玉珂|徐尚军|马洁志|赖登妮|陈安伟|杨园|罗琳|曹琳颖
湖南农业大学环境与生态学院，中国长沙芙蓉区农大路1号，410128
摘要：
苯并三唑类紫外线稳定剂（BUVSs）是一种普遍存在的新兴污染物，具有多种已知的毒性作用。然而，它们对人类胎盘发育的潜在影响及其作用机制仍知之甚少。本研究探讨了三种代表性BUVSs（UV-P、UV-326和UV-328）通过G蛋白偶联雌激素受体（GPER）途径对滋养层功能的影响。分子动力学模拟显示，UV-328与GPER的结合亲和力高于UV-P和UV-326，甚至超过了天然配体17β-雌二醇（E2）的亲和力。钙流入实验表明，这三种BUVSs均以浓度依赖性方式激活GPER信号通路，最低观察效应浓度（LOEC）为10–100 nM。每种BUVSs均能促进滋养层增殖——其中UV-328的效果最为显著（LOEC = 1 nM），这是通过GPER介导的Cyclin D1和Ki-67上调实现的，表明其促进了细胞周期的进展。伤口愈合和Transwell实验显示，这三种BUVSs在LOEC为1–100 nM时均能通过GPER途径促进滋养层迁移和侵袭。此外，这三种BUVSs通过激活GPER，上调了上皮（下调）和间充质（上调）标志物的表达，并上调了基质金属蛋白酶（MMP2/9）的表达，表明GPER介导的上皮-间充质转化和细胞外基质重塑可能是BUVSs诱导迁移和侵袭的关键机制。UV-328对滋养层功能的影响最为显著，这与其更强的GPER激活能力一致。重要的是，UV-328引起的滋养层功能障碍的LOEC处于与估计的人类暴露水平相当的纳米摩尔范围内。总体而言，这些结果揭示了BUVSs破坏滋养层功能的GPER介导的机制途径，并突显了它们在妊娠障碍中的潜在风险。
引言
苯并三唑类紫外线稳定剂（BUVSs）作为广泛使用的合成紫外线吸收剂，由于其持久性和生物累积潜力，已成为全球环境污染物（Ling等人，2025；Zhou等人，2023）。其中，UV-328于2023年被列入《斯德哥尔摩公约》的持久性有机污染物名单。BUVSs在多种环境介质中频繁被检测到，包括水、沉积物、土壤、空气和灰尘，以及生物体内（Ling等人，2025；Zhou等人，2023）。与环境监测数据相比，关于个体BUVSs在人体内的负担的研究仍然有限，特别是血液浓度方面的数据几乎缺失。对母乳样本的广泛分析显示，UV-P、UV-326和UV-328的平均浓度相对较高，达到数十纳克/克脂重的水平，表明存在显著的母婴暴露风险（Liu等人，2022；Zhou等人，2023）。当前的尿液监测数据也显示，这三种化合物的平均浓度分别为1.6、0.15和0.18微克/克肌酐（Mao等人，2024）。因此，这些BUVSs的潜在健康影响值得进一步关注，尤其是在孕妇和婴儿等脆弱人群中。毒理学研究表明，BUVSs会引起一系列不良影响，包括内分泌、生殖、发育、肝脏和神经系统毒性（Ling等人，2025；Zhou等人，2023）。大量证据表明，BUVSs在水生生物中会引起生殖和发育毒性，表现为胚胎毒性、心脏功能受损和致畸性（Ling等人，2025；Zhou等人，2023）。然而，这些效应是否适用于人类尚不清楚。先前的研究表明，BUVSs通过与人类核受体（如雌激素受体（ER）（Feng等人，2020；Sakuragi等人，2021）、雌激素相关受体（He等人，2022）、雄激素受体（Sakuragi等人，2021）和芳烃受体（Nagayoshi等人，2015）的相互作用来干扰内分泌通路，提示它们可能对人类生殖系统构成风险。尽管如此，来自哺乳动物模型或人类细胞系统的直接证据仍然有限，这强调了在生理相关模型中进行更多研究的必要性。此外，虽然当前的机制研究主要集中在通过核受体的基因组信号传导上，但非基因组途径的作用仍需进一步探索。
异常的胎盘发育对母婴健康构成严重威胁。绒毛外滋养层（EVTs）在胎盘形成中起核心作用。严格调控EVTs的增殖和侵袭对于健康的胎盘形成至关重要：活性不足与先兆子痫、胎儿生长受限和流产相关（Myatt，2002；Ness和Sibai，2006；Roland等人，2015），而过度侵袭可能导致妊娠滋养层疾病，如葡萄胎、绒毛膜癌、胎盘粘连和植入性胎盘（Capannolo等人，2023；Illsley等人，2020）。EVTs的侵袭过程包括多个步骤——细胞识别、粘附、基质降解以及通过基底膜和子宫基质的迁移——所有这些过程都受到复杂分子和细胞信号的严格调控（Goldman-Wohl和Yagel，2002）。17β-雌二醇（E2）是EVTs功能的关键调节因子，通过基因组ER通路和非基因组信号传导（G蛋白偶联雌激素受体GPER）起作用（He等人，2019；Prossnitz和Barton，2023；Rama等人，2004；Revankar等人，2005）。新证据表明，GPER的激活影响滋养层侵袭，其失调与先兆子痫等妊娠并发症有关（Alencar等人，2023；Cheng等人，2021；Feng等人，2017；Wang等人，2025；Yang等人，2023）。然而，GPER在环境污染物诱导的滋养层功能障碍中的作用仍不甚明了。
近年来，与滋养层功能障碍相关的不良妊娠结局引起了越来越多的关注，环境污染物越来越多地被认为是促成因素。大多数已记录的污染物——如苯并（a）芘（Liu等人，2016）、邻苯二甲酸酯（Zhang等人，2025a,b）、多氟烷基物质（Fry等人，2020）和多种重金属（Meakin等人，2022）——在高微摩尔浓度下会抑制滋养层的生长、迁移和侵袭，提示它们可能在先兆子痫和胎儿生长受限等疾病中起作用。相反，少数污染物被证明可以促进滋养层的增殖和迁移。例如，双酚A（BPA）和双酚S（BPS）通过ER和细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）介导的途径刺激增殖（Profita等人，2021），而BPA通过丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）信号通路上调整合素-β1和基质金属蛋白酶9（MMP-9）来增强迁移（Lan等人，2017）。持续暴露于这些促进性污染物可能导致滋养层过度生长和侵袭，从而增加妊娠滋养层疾病（如葡萄胎、绒毛膜癌、胎盘粘连和植入性胎盘）的风险。其他干扰内分泌的化学物质（EDCs），包括BUVSs，是否对滋养层功能有类似影响，需要全面研究。
在这项研究中，我们假设BUVSs可能通过干扰GPER介导的信号传导来破坏胎盘发育。鉴于UV-P、UV-326和UV-328的频繁检测和显著的人类暴露，我们重点研究了这三种代表性BUVSs。使用人类孕早期绒毛外滋养层细胞系（HTR-8/SVneo）——一个成熟的EVTs模型——我们评估了BUVSs对EVTs关键细胞过程的影响。本研究旨在阐明BUVSs损害胎盘发育的潜在风险，并揭示新的毒理学途径，从而为未来的健康风险评估提供机制见解。
化学物质和材料
UV-P（CAS编号：2440-22-4）、UV-326（CAS编号：3380-34-5）、UV-328（CAS编号：25973-55-1）从Aladdin（中国上海）购买，纯度为98%（其结构见图S1）。这三种BUVSs溶解在二甲基亚砜（DMSO，Sigma-Aldrich，美国密苏里州圣路易斯）中，制成10 mM的储备溶液。E2（98%，CAS编号：50-28-2）从Sigma-Aldrich购买。G15（GPER拮抗剂，98%，CAS编号：1161002-05-6）从MedChemExpress（新泽西）购买。
UV-P/UV-326/UV-328与GPER的相互作用
首先使用分子对接评估了UV-P、UV-326和UV-328与GPER的相互作用，随后通过MD模拟进行结构优化。RMSD分析反映了结构波动和系统稳定性，表明GPER与每种BUVS的复合物在约60 ns时达到平衡（见图S2），从而可以进行后续的能量和残基相互作用分析。最佳结合位点分析显示，这三种化合物均以某种方式占据GPER的活性位点。结论
近年来，与滋养层功能障碍相关的不良妊娠结局引起了越来越多的关注，环境污染物越来越被认为是潜在的促成因素。本研究首次提供了证据，表明BUVSs在纳米摩尔浓度下通过新的GPER介导机制破坏了滋养层的关键功能，包括增殖、迁移和侵袭，涉及细胞周期促进、细胞外基质重塑和上皮-间充质转化（EMT）。这些发现为健康风险提供了新的数据支持。
作者贡献声明
陈安伟：软件、方法学。赖登妮：写作——审稿与编辑、资金获取。马洁志：写作——审稿与编辑、项目管理、方法学、概念化。赵泽培：写作——初稿撰写、可视化、验证、研究、正式分析。曹琳颖：写作——审稿与编辑、监督、资源提供、项目管理、方法学、资金获取、概念化。罗琳：监督、资源提供、项目管理。未引用的参考文献
Frisch等人，2013；UNEP，2023。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会影响本文所述的工作。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会影响本文所述的工作。致谢
本工作得到了湖南省自然科学基金（2024JJ5175、2024JJ5226）、湖南省重点研发项目（2024JK2159、2023NK2029、2024AQ2006）以及湖南省教育厅青年项目（22B0201）的支持。
