AHR-CYP1A1轴扰动与坏死性凋亡在1,2-二氯乙烷肝毒性中的作用:整合网络毒理学与体外验证的阐明

AHR-CYP1A1 Axis Perturbation and Necroptosis in 1,2-Dichloroethane Hepatotoxicity: Elucidation by an Integrated Network Toxicology and In Vitro Validation.

作者信息Yichang Liu, Huijie Luo, Zhiling Tian, Hewen Dong, Dong Ma, Xiaojing Meng, Ningguo Liu
PMID41745810
期刊Toxics
发布时间2026-01-30
DOI10.3390/toxics14020136

实验完整度

包含体外细胞实验(活力、ROS、坏死性凋亡标志物)及分子对接和网络分析,但缺乏体内模型、基因干预或直接转录活性验证。

主要模型

THLE-2人正常肝细胞系

重点核对

细胞系:THLE-2人正常肝细胞系,购自Procell 1,2-DCE浓度:800 μg/mL用于机制研究,2000 μg/mL用于时间依赖性实验 暴露时间:早期(1-6小时)观察AHR核转位和CYP1A1诱导,48小时观察坏死性凋亡 对照组:0.02% DMSO(或0.05%)作为溶剂对照

摘要

作为一种典型的卤代烃环境污染物,1,2-二氯乙烷(1,2-DCE)在临床上已证实具有肝毒性,但其机制尚未完全阐明。本研究整合网络毒理学、分子对接和体外实验,探讨1,2-DCE诱导肝损伤中的坏死性凋亡。计算分析预测了芳烃受体(AHR)/细胞色素P450 1A1(CYP1A1)通路的参与,分子对接提示1,2-DCE与AHR之间可能存在结合(-6.5 kcal/mol)。CCK-8实验表明,1,2-DCE以浓度依赖性方式降低THLE-2肝细胞活力。值得注意的是,1,2-DCE在1小时内触发AHR快速核转位,并在转录和蛋白水平(3-6小时)短暂上调CYP1A1。进一步研究发现,24小时时细胞内活性氧(ROS)升高。暴露48小时后,CYP1A1表达显著受抑制,同时伴有坏死性凋亡标志物的激活,包括乳酸脱氢酶(LDH)释放增加、碘化丙啶(PI)染色增强,以及受体相互作用蛋白激酶3(RIPK3)和混合谱系激酶结构域样蛋白(MLKL)磷酸化水平升高。这些发现揭示了一种双相机制:早期通过AHR-CYP1A1轴的适应性应激反应,随后出现通路功能障碍并过渡到坏死性凋亡,提示AHR可能是干预1,2-DCE诱导肝毒性的潜在靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
1,2-二氯乙烷是否通过扰动AHR-CYP1A1轴诱导肝细胞坏死性凋亡,从而介导肝毒性?
核心机制
1,2-DCE作为AHR的潜在配体,短暂激活AHR-CYP1A1轴,随后该轴功能失活,伴随氧化应激和RIPK3/MLKL介导的坏死性凋亡。
主要证据
分子对接(-6.5 kcal/mol)和免疫荧光显示AHR核转位,RT-PCR和Western blot显示CYP1A1先升后降,DCFH-DA显示ROS升高,LDH释放、PI染色和p-RIPK3/p-MLKL升高表明坏死性凋亡。
研究意义
研究提出卤代烃肝毒性中“代谢适应-细胞死亡”转变的新范式,为针对AHR/CYP1A1轴的干预策略提供理论基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

网络毒理学预测靶点

预测1,2-DCE及其代谢物的潜在靶点,并识别与坏死性凋亡相关的核心靶点。

使用TargetNet、ChEMBL、SwissTargetPrediction和SEA预测靶点,与OMIM和GeneCards的坏死性凋亡相关基因取交集,构建PPI网络并识别核心靶点。

2

分子对接验证结合

评估1,2-DCE与AHR之间的直接相互作用。

使用AutoDock Vina将1,2-DCE对接至AHR的PAS-B结构域,计算结合自由能并分析相互作用残基。

3

细胞活力测定

评估1,2-DCE对肝细胞活力的影响,确定IC50。

使用CCK-8试剂盒检测不同浓度和时间点处理后的细胞活力。

4

AHR核转位检测

验证1,2-DCE处理后AHR是否发生核转位,表明受体激活。

免疫荧光染色观察AHR定位,定量核质比。

5

CYP1A1表达动态分析

检测1,2-DCE处理不同时间点CYP1A1在mRNA和蛋白水平的表达变化。

RT-qPCR和Western blot分别检测CYP1A1 mRNA和蛋白水平。

6

氧化应激检测

检测1,2-DCE处理是否诱导ROS产生。

使用DCFH-DA荧光探针检测细胞内ROS水平。

7

坏死性凋亡评估

验证长期暴露是否诱导坏死性凋亡。

检测LDH释放、PI染色和RIPK3/MLKL磷酸化水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

分子相互作用预测
细胞活力检测
蛋白定位检测
氧化应激检测
细胞死亡检测

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM-F12培养基Gibco--
胎牛血清Procell--
二甲基亚砜Biosharp--
CCK-8细胞增殖与毒性检测试剂盒BiosharpBS350A
DCFH-DACayman Chemical Company85155
LDH释放检测试剂盒(WST-8法)Beyotime BiotechnologyC0019M
PI染色液Beyotime BiotechnologyC1352S
RIPA裂解液Epizyme Biomedical TechnologyPC102
磷酸酶抑制剂混合物Epizyme Biomedical TechnologyGRF102
BCA蛋白定量试剂盒Epizyme Biomedical TechnologyZJ102
Western blot快速剥离缓冲液Epizyme Biomedical TechnologyPS107
多色预染蛋白MarkerEpizyme Biomedical TechnologyWJ103
MLKL单克隆抗体Proteintech66675-1-Ig
磷酸化MLKL (Ser358)重组抗体Proteintech82090-2-RR
RIPK3单克隆抗体Proteintech68786-2-Ig
GAPDH重组抗体Proteintech81640-5-RR
CYP1A1多克隆抗体Proteintech13241-1-AP
AHR多克隆抗体Proteintech28727-1-AP
Multi-rAb® CoraLite® Plus 488-山羊抗兔重组二抗(H+L)ProteintechRGAR002
HRP标记的山羊抗兔IgGProteintechSA00001-2
HRP标记的山羊抗小鼠IgGProteintechSA00001-1
磷酸化RIP3 (Ser227) (D6W2T)兔单抗Cell Signaling Technology93654
PrimeScript™ RT试剂盒Takara BioRR047A
SuperStar通用SYBR预混液CWBIOCW3360
Super FastPure细胞RNA提取试剂盒Vazyme BiotechRC102
NanoDrop分光光度计----
QuantStudio™实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
ChemiDoc™成像系统Bio-Rad--
THLE-2细胞系ProcellCL-0833
GraphPad Prism----
ImageJ----
AutoDock Vina----
分子操作环境(MOE)----
PyMOL----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与处理
THLE-2细胞培养条件:DMEM/F12完全培养基,10% FBS,37°C,5% CO2;1,2-DCE新鲜配制,DMSO终浓度≤0.1%
阅读提示:Methods 2.6节
细胞活力测定
CCK-8检测:细胞密度8×10^3/孔,处理浓度梯度,IC50计算模型
阅读提示:Methods 2.7节
AHR核转位
1,2-DCE浓度800 μg/mL,处理时间1、6、24小时,一抗稀释1:200,二抗稀释1:200,核质比分析每组30个细胞
阅读提示:Methods 2.11节
CYP1A1表达检测
处理浓度800 μg/mL,mRNA检测时间点,蛋白检测时间点,内参基因选择
阅读提示:Methods 2.12和2.13节
氧化应激检测
DCFH-DA浓度250 μg/mL,处理浓度400、800、2000 μg/mL,处理24小时
阅读提示:Methods 2.8节
坏死性凋亡检测
LDH释放检测处理时间24和48小时;PI染色处理48小时;Western blot检测p-RIPK3和p-MLKL
阅读提示:Methods 2.9、2.10和2.13节