蛋白质组-wide 反向分子对接揭示叶酸受体作为PFAS诱导的神经发育毒性的介质

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类持久性化学品，具有广泛使用和环境持久性，其对人畜健康的有害影响已受到越来越多的研究。几种主要的PFAS物种与神经发育毒性有关。例如，流行病学研究已将产前暴露于全氟辛酸（PFOA）和全氟壬酸（PFNA）与自闭症风险联系起来。然而，主要PFAS物种的神经发育毒性尚未在动物模型中系统评估，其分子机制仍不清楚。利用高通量斑马鱼社会行为模型，我们筛选了美国环境保护署（EPA）目前监管的六种主要PFAS物种，包括PFOA、PFNA、全氟辛烷磺酸（PFOS）、全氟己烷磺酸（PFHxS）、全氟丁烷磺酸（PFBS）和六氟环氧丙烷二聚酸铵盐（GenX）。我们发现胚胎暴露于PFNA、PFOA和PFOS可诱导斑马鱼的社会缺陷，重现了自闭症个体的标志性行为缺陷之一。为了系统识别PFAS的潜在分子靶标，我们应用了蛋白质组范围的反向分子对接策略，该策略针对人类结构蛋白质组中的预测结合口袋筛选小分子。利用这种方法，我们筛选了一个包含超过80%的人类3D蛋白质组预测结合口袋的虚拟库。筛选预测叶酸受体β（FR-β，由FOLR2基因编码）与PFNA、PFOA和PFOS强烈相互作用，但PFHxS、PFBS和GenX与之作用较弱，与其体内毒性正相关。这些预测通过计算机模拟分子对接、体外蛋白质结合分析和体内靶向代谢组学及功能缺失验证得到验证。此外，胚胎共同暴露于叶酸可有效挽救PFAS引起的社会缺陷。总之，这些结果证明了蛋白质组范围的反向对接作为发现环境毒物分子靶标的强大策略的实用性，并确定叶酸途径是PFAS诱导的神经发育毒性的潜在机制。