《Environmental Pollution》：TCEP Flame Retardant Linked to Prostate Cancer Progression: Integrative analysis and Novel Biomarker Discovery
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Xin-Yang Li|Zi-Ming Wang|Si-Yuan Hu|Jia-Chun Sun河南科技大学医学院附属第一医院癌症研究所癌症表观遗传学重点实验室，洛阳，471000，中国摘要三(2-氯乙基)磷酸酯（TCEP）是一种广泛使用的有机磷酸酯阻燃剂，存在于消费品和人体组织
Xin-Yang Li|Zi-Ming Wang|Si-Yuan Hu|Jia-Chun Sun
河南科技大学医学院附属第一医院癌症研究所癌症表观遗传学重点实验室，洛阳，471000，中国
摘要
三(2-氯乙基)磷酸酯（TCEP）是一种广泛使用的有机磷酸酯阻燃剂，存在于消费品和人体组织中。它被列为一类已知可导致癌症的化学物质，但其对前列腺癌（PCa）进展的影响尚未得到充分研究。本研究通过全面的体外、体内和多组学方法，探讨了TCEP对前列腺肿瘤侵袭性的影响。前列腺癌细胞系（DU-145和LNCaP）分别用1 μM或10 μM的TCEP处理，以评估其迁移、侵袭和增殖的变化。携带前列腺癌异种移植瘤的雄性小鼠每天接受腹腔注射TCEP（100 μg/kg），以评估肿瘤生长和转移情况。通过蛋白质组学分析TCEP暴露细胞的异常途径，并结合患者转录组数据（The Cancer Genome Atlas-Prostate Adenocarcinoma, TCGA-PRAD）来确定预后基因特征。单细胞RNA-seq数据（GSE176031）被用来定位肿瘤微环境中的特征基因表达。分子对接模拟用于检测TCEP与目标蛋白质的直接结合。与对照组相比，TCEP显著增加了体外前列腺癌细胞的迁移、侵袭和增殖，并体内加速了肿瘤生长和转移。蛋白质组学分析显示，TCEP干扰了胆固醇代谢、溶酶体功能和PPAR信号通路。将TCEP改变的蛋白质映射到TCGA数据中，确定了一个与生化无复发生存时间缩短相关的四基因特征（APOE、SPC25、TSPAN1、VGF）（P<0.05）。单细胞分析表明这些基因主要表达在肿瘤微环境的免疫细胞和基质细胞中。对接模拟证实了TCEP与这四种蛋白质靶标的稳定结合，暗示可能存在直接的分子相互作用。本研究首次提供了证据，证明接触TCEP可以推动前列腺癌的进展和转移。我们的多方面发现揭示了环境污染物与前列腺癌侵袭性之间的新机制，并发现了一个四基因预后生物标志物特征，强调了环境有毒物质对癌症进展的影响。
引言
三(2-氯乙基)磷酸酯（TCEP）是一种广泛使用的有机磷酸酯阻燃剂（OPFRs），作为增塑剂和添加剂应用于许多工业和消费品中，包括塑料、泡沫、纺织品和家具饰面（Du等人，2024年；Wei等人，2015年）。随着多溴联苯醚阻燃剂的逐步淘汰，像TCEP这样的OPFRs在许多应用中成为常见的替代品（Kim等人，2019年）。由于生产和使用量巨大，TCEP在环境中广泛传播；它具有生物累积性和持久性，在室内空气、屋尘、地表水甚至食品和消费品中都检测到了它的存在（Hou等人，2021年）。这些发现引发了人们对通过受污染的环境介质和日常产品持续接触TCEP的担忧。
人类生物监测数据确实表明广泛接触TCEP。例如，在人类血液中（每克脂质数百纳克）和母乳中检测到了TCEP及其代谢物（ng/mL水平）（Hou等人，2020年；Wang等人，2021年）。普通人群中的TCEP浓度约为ng/mL（约0.001 μg/mL）。在包括孕妇和婴儿在内的不同人群的尿液中也检测到了TCEP，反映了各个年龄段的持续暴露（M. Al-Salem等人，2020年）。这些测量浓度远低于通常用于机制研究的微摩尔水平（Bukowska等人，2021年；Xu等人，2024年；Yang等人，2022年；Zhang等人，2024年）。该化合物的持久性和生物累积性意味着即使低水平的暴露也可能是持续和累积的。事实上，TCEP已被正式列为可能的人类致癌物（第2类），并且以其高毒性和环境持久性著称（Lai等人，2019年）。此外，像TCEP这样的OPFRs被认为是内分泌干扰物（EDCs）——长期接触这些化合物与内分泌和生殖功能紊乱甚至致癌结果有关（Tian等人，2023年；Wang等人，2024年）。鉴于TCEP的氯化结构及其在实验模型中对激素和发育途径的影响，其潜在的内分泌干扰活性尤其令人担忧（Yao等人，2021年）。
前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，是一种激素驱动（雄激素调节）的癌症（James等人，2024年）。因此，内分泌干扰物因其可能在前列腺癌发生和进展中的作用而受到密切关注，因为激素紊乱会影响前列腺细胞的生长和稳态（Kahn等人，2020年；Singh等人，2021年）。Zhang等人进行了一项综合研究，挖掘公共数据库以预测OPFR相关基因与癌症之间的关联。值得注意的是，他们发现与前列腺癌相关的途径中OPFR相互作用基因高度富集，包括类固醇代谢过程和激素调节（Zhang等人，2021年）。Cai等人进一步提供了证据，证明OPFRs可以积极促进前列腺癌的侵袭性行为。在他们的研究中，他们将前列腺癌细胞暴露于低剂量的三苯基磷酸酯（0.1 μM）并进行转录组学和功能分析。三苯基磷酸酯暴露显著增强了前列腺癌细胞的体外增殖和侵袭（Cai和Du，2025年）。然而，尽管越来越多的证据表明各种EDCs与前列腺病理有关，但像TCEP这样的新型阻燃剂对前列腺肿瘤进展的影响仍然几乎未知。OPFRs在结构和功能上与传统的EDCs（如杀虫剂或增塑剂）有所不同，目前对于像TCEP这样的化学物质是否能够调节前列腺癌的发展或行为还存在显著的认识差距。
鉴于TCEP在人类中的广泛暴露、持久性和潜在的内分泌活性，有充分的理由研究其在前列腺癌进展中的作用。因此，本研究旨在通过综合实验和计算方法评估TCEP在前列腺癌中的致癌潜力。我们采用了多层次的实验方法：体外实验（评估细胞迁移、侵袭及相关功能变化），体内异种移植模型（观察TCEP暴露下的肿瘤生长和转移潜力），以及全面的蛋白质组学和分子分析（识别受TCEP影响的基因表达变化和信号通路）。通过这一综合策略，我们旨在确定TCEP是否能够驱动前列腺癌细胞转变为更具侵袭性的表型，并阐明TCEP可能作用的生物途径。
章节片段
细胞培养和化学暴露
所有体外实验均使用两种人类前列腺癌细胞系DU145和LNCaP进行。DU145细胞（目录编号CL-0075）在添加了10%胎牛血清（PBS，Meilunbio，大连，中国，目录编号PWL217-3）和1%青霉素-链霉素（Meilunbio，大连，中国，目录编号MA0110）的最低必需培养基（MEM，Meilunbio，大连，中国，目录编号MA0217）中培养。LNCaP细胞（目录编号CL-0143）则在RPMI-1640培养基中维持（1640，Meilunbio，大连，
TCEP增强前列腺癌细胞的迁移、侵袭和增殖
用1 μM或10 μM TCEP处理的DU145和LNCaP细胞的侵袭能力显著增强。在Transwell侵袭实验中（图1A-B），TCEP处理组含有更多的侵袭细胞。定量分析（图1C）显示，1 μM和10 μM TCEP分别使DU145细胞的侵袭性增加了1.43倍（P = 0.00875，Cohen’s d = 3.91）和1.87倍（P = 0.00104，d = 6.97）。在LNCaP细胞中，侵袭
讨论
本研究首次提供了全面证据，证明OPFR TCEP可以直接促进前列腺癌的进展。我们的体外实验表明，低剂量TCEP处理显著增加了DU-145和LNCaP前列腺癌细胞的迁移、侵袭和增殖。同样，在体内异种移植模型中，TCEP暴露加速了肿瘤生长并显著增加了肺转移。我们还发现了由TCEP驱动的广泛蛋白质组学变化
结论
总之，我们的多方面研究表明，TCEP暴露在细胞、分子和系统层面驱动了更具侵袭性的前列腺癌表型。TCEP对脂质代谢和信号通路的影响，以及其与肿瘤相关蛋白质的直接作用，提供了一个合理的机制框架。这些发现引发了人们对这种广泛使用阻燃剂致癌潜力的重要关注，并强调了进一步研究的必要性
CRediT作者贡献声明
Jia-Chun Sun：写作 – 审稿与编辑，项目管理。Si-Yuan Hu：写作 – 审稿与编辑，项目管理。Zi-Ming Wang：写作 – 原稿撰写，形式分析，数据管理。Xin-Yang Li：写作 – 原稿撰写，可视化，方法学，概念化
利益冲突声明
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