Tris(1,3-二氯-2-丙基)磷酸盐可导致肝脏损伤和脂质代谢紊乱，这些现象与铁死亡（ferroptosis）有关：来自小鼠和人类肝脏类器官的研究证据

《Environmental Pollution》：Tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate induces hepatic injury and lipid metabolic disturbance associated with ferroptosis: evidence from mice and human liver organoids

李马|谭世一|王伟|左旭蕾|高浩|蒲月普|张娟

中国东南大学数字医学工程国家重点实验室，南京 211189

摘要

三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯（TDCPP）是一种广泛使用的有机磷阻燃剂，在环境样本和人体生物样本中普遍被检测到，这引发了对其潜在健康风险的担忧。然而，TDCPP引起肝毒性的机制尚未完全明了。在这里，我们采用了一种结合体内-体外方法的综合研究策略，包括小鼠暴露模型、人源3D肝类器官和网络毒理学分析，来研究TDCPP的肝脏效应。

小鼠长期口服TDCPP会导致明显的肝脏损伤，表现为组织病理学改变、血清氨基转移酶活性升高以及肝脏甘油三酯积累，并伴有全身脂质代谢紊乱。TDCPP暴露还破坏了肝脏的氧化还原平衡，表现为谷胱甘肽耗竭、脂质过氧化增强以及谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）的下调，而GPX4是抑制铁死亡（ferroptosis）的关键酶。同样，在人源3D肝类器官中，TDCPP暴露降低了细胞活力，促进了脂滴积累，增加了活性氧水平，并抑制了GPX4的表达，这些现象与体内观察到的主要病理特征一致。

网络毒理学分析确定过氧化物酶体增殖激活受体γ（PPARG）可能是TDCPP诱导肝毒性和铁死亡的关键节点，这一结论得到了分子对接分析的支持。实验验证证实，TDCPP暴露显著上调了小鼠肝脏组织和肝类器官中的PPARG表达。

总体而言，这些发现表明TDCPP通过PPARG–GPX4调控轴诱导肝脏损伤和脂质代谢紊乱，可能与铁死亡有关，为这种环境污染物的肝毒性风险提供了与人类相关的机制见解。

引言

三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯（TDCPP）是一种高产量的有机磷阻燃剂（OPFR），广泛应用于家具、电子产品和婴儿用品等消费品中（Wang等人，2024年）。与化学键合的添加剂不同，TDCPP容易渗入环境，通过吸入、饮食和皮肤接触等方式在人体内广泛传播（Ding等人，2016年；Ding等人，2021年）。它在尿液、母乳和血浆等多种人体样本中的存在引发了重大的公共卫生问题（Ospina等人，2018年；Wang等人，2020年）。肝脏作为外源性物质的主要代谢场所，是TDCPP毒性的关键靶点，肝细胞直接暴露于该化合物及其活性代谢物（Van den Eede等人，2013a年）。先前的研究已经建立了TDCPP暴露与肝脏损伤之间的联系（Saquib等人，2022年），但具体事件序列，特别是调控性细胞死亡途径的作用仍不明确。

铁死亡是一种依赖铁的调控性细胞死亡形式，其特征是由于谷胱甘肽（GSH）-GPX4抗氧化轴失效而导致脂质过氧化物的致命积累（Tang等人，2021年；Liang等人，2023年）。其发生与细胞代谢状态密切相关，尤其是膜磷脂中可氧化的多不饱和脂肪酸（PUFAs）的丰度。值得注意的是，TDCPP暴露已被证明会引发肝脏脂质代谢紊乱（Farhat等人，2013年）和氧化应激——这两种情况为铁死亡创造了有利环境（Hao等人，2019年）。这种重叠表明铁死亡可能是TDCPP肝毒性的一个被忽视的机制。此外，过氧化物酶体增殖激活受体γ（PPARG）作为脂质代谢的主要转录调节因子，可能是连接毒物暴露与铁死亡敏感性的一个合理候选者。PPARG的激活可以改变脂质组成，使其富含PUFAs（Yoon等人，2009年；Doll等人，2017年），可能“促使”细胞发生铁死亡。然而，PPARG是否作为连接TDCPP暴露与铁死亡驱动的肝脏损伤的机制关键环节尚不清楚。

为了解决这个问题，我们采用了一种综合策略，结合了小鼠暴露模型、人源3D肝类器官和网络毒理学方法来研究TDCPP引起的肝脏损伤，重点关注铁死亡以及PPARG的潜在调控作用，从而不仅在OPFR毒理学方面取得了机制上的进展，还为评估干扰环境代谢的化学物质的肝毒性风险提供了与人类相关的框架。

章节片段

动物处理

本研究共使用了40只6至8周大的C57BL/6小鼠。经过一周的适应期后，小鼠被随机分为四个实验组（每组10只）。实验剂量的确定基于以下考虑：参考幼儿通过灰尘摄入的TDCPP最大日摄入量（255 ng/kg/d）（Van den Eede等人，2010年），并乘以100倍的安全系数以考虑物种间和个体间的差异

TDCPP暴露会导致小鼠肝脏损伤并扰乱脂质代谢

为了研究TDCPP暴露对肝脏的影响，将适应了一周的小鼠分为四组，分别以0、0.03、3和300 mg/kg体重的剂量通过口服给予TDCPP，持续30天后进行安乐死（图1A）。收集肝脏组织，切片并染色以评估组织病理学变化。

H&E染色显示，与对照组相比，随着TDCPP剂量的增加，肝脏损伤逐渐加重，尽管

讨论

溴化阻燃剂被OPFRs广泛替代后，它们在环境成分和人体生物样本中的存在日益增多，这引发了对其长期健康影响的担忧（Blum等人，2019年；Qadeer等人，2024年）。三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯（TDCPP）是最常检测到的OPFRs之一，已被认为是一种干扰内分泌和代谢的化学物质（Hoffman等人，2015年）。尽管有越来越多的证据表明其

结论

总之，本研究表明TDCPP通过协调破坏脂质代谢和激活铁死亡来诱导肝脏损伤，其特征是氧化应激、GPX4抑制和脂质过氧化。通过结合体内、与人类相关的体外和计算方法，我们确定PPARG是一个关键节点，可能将代谢紊乱与铁死亡相关的肝脏损伤联系起来。这些发现为OPFR诱导的

CRediT作者贡献声明

王伟：软件、方法学。谭世一：正式分析、数据管理。左旭蕾：软件、方法学。李马：撰写——初稿、方法学、数据管理、概念构思。蒲月普：可视化、监督。高浩：软件。张娟：撰写——审稿与编辑、监督

Chen等人，2018年；Hu等人，2021年；Tontonoz等人，1994年；Van den Eede等人，2011年；Van den Eede等人，2013年；Wang和Song，2024年；Yoon，2009年。

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影响本文所述的工作。

数据可用性

数据可应要求提供。

? 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影响本文所述的工作。

致谢

本研究由东南大学和江苏省医院的开放研究基金资助（2024-K03）。