有机磷酸酯对磷脂S1P合成代谢的影响机制及其毒理效应

Atherosclerosis is one of the most common and important vascular diseases, and abnormality of metabolism and biosynthesis of sphingosine-1-phosphate (S1P) as a messenger molecular of phospholipid plays an essential role in the progress of atherosclerosis and cardiovascular health. The project focuses on the effects of the organophosphate flame retardants (ORFRs) on the biosynthesis and metabolism of S1P and its mechanisms and the related toxicity. By establishing and improving the analytical methods for determining phospholipid S1P and its phospholipid S1P metabolism and biosynthesis related chemicals, and ORFRs in blood samples of human population, and then apply the methods to investigate the effects of human ORFRs exposure on S1P levels. The effects of ORFRs on the biosynthesis and metabolism of S1P will be further demonstrated on the basis of the mice exposure experiments. The ligand binding activities and structural characteristics of ORFRs with PPARγ and S1P receptors will be studied, and molecular mechanism about effects of ORFRs on the metabolism and biosynthesis of S1P and foam cell formation/Endothelial cell adhesion function will be elucidated at the cellular level. The results from the project will helpful for risk assessment of ORFRs.

动脉粥样硬化是最常见的血管疾病，人体内磷酯信号小分子S1P合成代谢的异常对动脉粥样硬化的发生发展以及心血管的健康产生重要影响。本项目以揭示有机磷酸酯类物质对磷脂合成代谢影响机制及其毒理效应作为研究目标，通过建立血液样品中磷脂S1P代谢合成相关物质和有机磷酸酯类物质的监测方法，评价人群有机磷酸酯类物质的暴露水平对人体磷脂S1P水平的影响，并结合小鼠暴露实验弄清有机磷酸酯对磷脂S1P合成代谢的影响；研究有机磷酸酯类物质与PPARγ、磷脂S1P受体的结合活性和结构特征，从细胞水平上阐明有机磷酸酯类物质对磷脂S1P合成代谢和对泡沫细胞形成和内皮细胞粘附功能的影响及其机制，为该类物质的风险评价提供毒理学基础。

人体(磷)脂代谢紊乱对动脉粥样硬化的发生发展以及心血管的健康具有重要影响。本项目为了揭示有机磷酸酯类物质(OPFRs)是否干扰人体脂代谢，提高人体心血管疾病风险展开了系统研究。研究发现14种OPFRs与S1P受体无明显的结合活性， EHDPP, TPHP, TnBP显示明显的PPARγ活性(EC20分别为 2.46 μM、2.78 μM 和5.96 μM)；TPHP， TDCIPP和TEHP具有LXRα和LXRβ受体的抑制活性， TBOEP 具有LXRβ受体的抑制活性。PPARγ和LXR受体调控人体内脂代谢，引起心血管疾病的重要通路，这些结果表明一些OPFRs具有干扰人体脂代谢，提高心血管发生风险。本项目进一步展开了普通人群暴露此类物质是否引起脂代谢紊乱的流行病学研究。收集检测了257个普通人群血液中OPFRs浓度,TnBP、EHDPP、TCIPP、TBOEP、TEP和TPHP的检出率大于90%。校正混杂因子后血液OPFRs浓度与S1P等四种鞘磷脂水平呈显著相关，干扰人体鞘脂合成代谢的动态平衡。为了研究有机磷酸酯对人群脂质代谢的影响，新合成和开发了特异性指示芳香烃有机磷阻燃剂(m-aryl-OPFRs)的三种新羟基代谢产物，5-OH-EHDPP)、3-羟基-4-甲基苯基二对甲苯基磷酸酯(3-OH-MDTP)和4-OH-TPHP，发现257个人体尿液中2-OH-EHDPP(100%)、DnBP(87%)和4-OH-TPHP(74%)的检出率最高，2-OH-EHDPP和4-OH-TPHP浓度与血清总胆固醇及甘油三酯浓度呈现显著正相关，提高动脉粥样硬化的风险。胚胎时期化学物质暴露会影响50岁以后的心血管发病，早期暴露研究尤为重要。以胎盘屏障尚未成熟的时期作为研究对象，首次检测了孕妇蜕膜样本和绒毛（包含胚胎）样本中OPFRs浓度，发现了TPHP和EHDPP在早期胚胎中的浓度是母体的约2-4倍，存在明显的母子传递，其传递系数大小取决于物质与甲状腺转运蛋白的亲和性。这一结果表明早期胚胎存在相对高的暴露风险。本项目从OPFRs的检测方法出发，将机制研究和人群调查有机结合，发现了TPHP和EHDPP可能通过干扰人体(磷)脂代谢产生动脉粥样硬化的风险，促进了对其健康风险的认识。