Environment International IF=10.3 · Q1区
发表时间 2026年3月28日
作者单位 东南大学公共卫生学院（环境医学工程教育部重点实验室）
皮诺飞生物服务 动物模型建立及检测、病理组织切片、IHC、IF、Western blot、qPCR
论文摘要
十溴二苯乙烷（DBDPE）作为一种广泛使用的溴系阻燃剂，具有持久性和生物累积性，已在人体中被检出，被欧盟列为高度关注物质（SVHC）。然而，DBDPE对雄性生殖系统的毒性及其分子机制尚不完全清楚。
本研究采用网络毒理学、机器学习与体内实验验证相结合的策略，系统揭示了DBDPE诱导精子发生障碍的分子机制。通过交叉分析筛选出33个重叠候选基因，进一步发现HIF-1信号通路和间隙连接通路的关键作用。体内实验证实：DBDPE暴露会破坏睾丸组织结构，降低精子质量，并下调PRKACG、WDR5、AURKC、PFKP、ASGR1等核心蛋白表达。
结论：DBDPE具有显著的雄性生殖毒性，主要通过破坏特定基因和通路的正常功能来损害雄性生育能力，为环境污染物健康风险评估提供全新依据。
图文摘要：DBDPE通过HIF-1信号通路/间隙连接通路诱导精子发生障碍的分子机制总览
✨ 研究亮点
策略创新
首次将网络毒理学+机器学习+体内验证结合，系统解析环境污染物生殖毒性机制。
关键发现
在NOA患者中筛选并验证5个核心下调基因 PRKACG WDR5 AURKC PFKP ASGR1，为男性不育症提供全新生物标志物。
体内实证
动物模型验证DBDPE对睾丸结构及精子质量的损伤效应，从组织、细胞、分子三个层面确证毒性通路。
顶刊认可
成果发表于环境科学领域顶刊 Environment International（2026 IF=10.3，中科院1区），彰显东南大学团队在环境毒理学前沿实力。
核心下调基因（机器学习+NOA队列筛选）
PRKACG · WDR5 · AURKC · PFKP · ASGR1
靶向HIF-1信号通路与间隙连接通路，介导精子发生障碍的关键节点
机制解析：DBDPE如何干扰精子发生？
网络毒理学分析结合分子对接指出，DBDPE通过竞争性结合干扰HIF-1α稳定性和GJBs（间隙连接蛋白）表达，破坏生精微环境。体内WB与qPCR证实，暴露组小鼠睾丸中上述5个核心基因显著下调，且伴随曲细精管结构紊乱、精子活力和数量降低。该研究为溴系阻燃剂生殖毒性风险评估提供了分子层面的直接证据。
图1 本研究总体技术路线图（网络毒理学+机器学习+体内验证）
图2 加权基因共表达网络分析（WGCNA）识别NOA相关关键模块
图3 DBDPE靶点与NOA差异基因交叉筛选及KEGG富集分析（HIF-1与间隙连接通路）
图4 机器学习算法（Elastic Net, SVM-RFE, RF）鉴定5个核心基因
图5 SHAP特征重要性分析及外部验证队列中的基因表达
图6 基于5个核心基因的逻辑回归模型构建、评价与外部验证（AUC=0.986）
图7 DBDPE与PRKACG、WDR5、AURKC、PFKP、ASGR1的分子对接模拟
皮诺飞生物 —— 本研究的坚实后盾
本研究中的动物模型建立及检测、病理组织切片、免疫组化（IHC）、免疫荧光（IF）、Western blot、qPCR等关键实验技术服务均由皮诺飞生物提供。皮诺飞生物拥有高端病理平台、细胞与分子实验平台、SPF级动物实验中心，可独立开展病理形态学、分子病理、蛋白质组学、整体课题动物实验等全链条科研技术服务。
病理组织学 IHC/IF双标记 蛋白免疫印迹 荧光定量PCR 动物模型构建 整体课题设计
经验丰富的技术团队 + 严格质控体系，从分子机制解析到动物模型验证，为生命科学研究提供高可信度实验数据解决方案。
图8 DBDPE暴露后小鼠睾丸组织病理变化、精子参数及核心蛋白表达（Western blot）验证
方法学前沿：网络毒理学+机器学习驱动
本研究通过公开数据库（CTD、GeneCards等）获取DBDPE潜在靶点，与非梗阻性无精子症（NOA）患者睾丸转录组数据交叉整合，再经随机森林与SVM-RFE机器学习算法优先排序关键基因。富集分析进一步锁定HIF-1信号通路。该方法体系为环境化学物毒性机制研究提供了计算毒理学新范式，大大提升了靶点筛选效率与验证准确率。
DOI: 10.1016/j.envint.2026.110220
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原文发表于 Environment International · 2026, 110220
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