聚氯乙烯微塑料的暴露通过调节AHR/CYP1A1信号通路加速子宫内膜癌的进展

时间:2026年3月14日
来源:Toxicology

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聚氯乙烯微塑料通过激活AHR/CYP1A1通路促进子宫内膜癌进展,研究通过细胞和动物模型验证其致癌机制并提示环境风险

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张丽萍|陈德昭|范仁才|陈丽金|陈浩|吴美婷|刘家琳|林晓燕
福建省医科大学联合医院,中国福建省福州市新泉路29号,350001

摘要

子宫内膜癌(EC)是女性中最常见的妇科癌症之一。尽管已经出现了先进的治疗方法,但EC的死亡率并未下降,反而呈上升趋势,这与其发病率的增加密切相关。目前还没有可行的策略来遏制EC发病率的上升。聚氯乙烯微塑料(PVC-MPs)是普遍存在的环境污染物。越来越多的证据表明,接触PVC-MPs具有致癌潜力。然而,PVC-MPs在EC中的具体作用和机制仍不清楚。本研究首次提供了全面的证据,证明PVC-MPs通过激活AHR/CYP1A1通路来加速EC的进展,促进细胞的增殖、迁移和侵袭。PVC-MPs的促肿瘤效应在原代人子宫内膜癌细胞和小鼠模型(包括细胞系来源的异种移植和患者来源的异种移植)中得到了进一步验证,这大大增强了我们研究的可靠性和转化意义。总体而言,这些发现确立了PVC-MPs作为EC的环境风险因素,并确定了AHR/CYP1A1信号通路作为潜在的治疗靶点,以减轻微塑料暴露的不良影响,从而开发针对暴露人群的预防干预措施(图解摘要)。

引言

子宫内膜癌(EC)是女性中最常见的妇科癌症,尤其是在高收入国家,其发病率和死亡率在全球范围内都在增长(Clarke等人,2022年;Siegel等人,2023年;Sung等人,2021年)。子宫内膜癌的管理主要依赖于三种方法:手术、放疗和药物治疗。分子谱分析和靶向药物的应用改进了我们的治疗方法,特别是在药物治疗方面,如靶向治疗和免疫治疗(Corr等人,2025年;How等人,2024年)。然而,尽管出现了先进的治疗方法,EC的死亡负担仍未减轻。患有远处转移的子宫内膜癌患者的五年生存率仅为18%。值得注意的是,2023年子宫内膜癌已成为最致命的妇科癌症。这一流行病学趋势主要是由于该疾病的发病率显著增加(Siegel等人,2023年;Corr等人,2025年;Cronin等人,2022年)。因此,寻找控制EC发病率的方法是当务之急。大量研究表明,包括体重管理、改善胰岛素抵抗和控制慢性炎症在内的代谢干预措施,通过同时抑制促癌的PI3K-AKT-mTOR和NF-κB信号通路,有助于预防EC(Crosbie等人,2022年)。鉴于环境问题正逐渐成为威胁人类健康的重要因素,包括化学致癌作用(Li等人,2019年;Lamoree等人,2025年;Thompson等人,2024年;Vethaak和Legler,2021年),探索环境污染物在EC中的作用和机制至关重要。
塑料因其价格实惠、耐用性、轻便和绝缘性能而在我们的生活中得到广泛应用(Banerjee和Shelver,2021年;Rai等人,2023年;Weingrill等人,2023年)。然而,塑料的耐用性和低回收率导致其在环境中持续存在和积累。这些材料随后通过紫外线辐射、自然机械风化和生物降解分解成微塑料(MPs,0.1μm–5mm)、纳米塑料(NPs,<0.1μm)等,对全球环境构成严重威胁。特别令人担忧的是MPs和NPs这些新兴污染物,它们的潜在环境影响引起了广泛的科学关注(Barría等人,2020年;Busch等人,2023年)。研究人员利用体外和体内模型评估了MPs和NPs的潜在危害(Busch等人,2023年;Hanrahan等人,2024年;Chen等人,2023年)。研究表明,MPs/NPs的暴露会影响某些类型癌症的致癌过程(Chen等人,2024年;Tian等人,2025年;Pan等人,2025年)。聚氯乙烯微塑料(PVC-MPs)是最主要的塑料聚合物类型之一,广泛用于一次性饮料杯、包装材料和个人护理产品中,在海洋、淡水和陆地环境中普遍存在(Sadeghi等人,2020年;Lu等人,2023年)。PVC-MPs在某些类型的癌症(如肺癌、胃癌、结直肠癌和宫颈癌)的致癌过程中也表现出不良影响(Zhao等人,2024年;Xu等人,2025年)。最近的一项研究报告了PVC-MPs在EC中的促肿瘤效应(Dong等人,2025年),但其分子机制仍不清楚,需要进一步研究。
芳基烃受体(AHR)属于bHLH-PAS家族,是一种配体激活的转录因子,位于细胞质中,调控这些环境化学物质(如2,3,7,8-四氯二苯并-p-二氧英(TCDD)、多环芳烃(PAHs)的生物活化过程,这些物质在激活环境致癌物中起作用(Therachiyil等人,2022a)。配体结合会触发AHR向细胞核的转运,启动基因的转录调控,特别是细胞色素P450蛋白(CYPs),尤其是CYP1A1、CYP1A2和CYP1B1。结果,CYP1A1和CYP1B1将这些环境化合物转化为最终的致癌环氧物,进而导致DNA加合物的形成(Shimada和Fujii-Kuriyama,2004年)。越来越多的证据表明,环境污染物通过激活AHR/CYP1A1信号通路促进多种类型的癌症,包括乳腺癌(Wang等人,2024年;Al-Dhfyan等人,2017年)、胃癌(Xie等人,2021年)和卵巢癌(Therachiyil等人,2022b)。同时,越来越多的研究表明,微塑料通过激活AHR通路对女性生殖组织产生不良影响(Alijagic等人,2024年;Hu等人,2024年;Mak等人,2019年)。然而,目前尚不清楚PVC-MPs是否通过激活AHR/CYP1A1信号通路在子宫内膜癌中发挥其致癌作用。
尽管人们对微塑料污染的健康影响越来越关注,但聚氯乙烯微塑料(PVC-MPs)对癌症进展的具体影响仍不甚清楚,其背后的分子机制也尚未阐明。在本研究中,我们试图通过探讨PVC-MPs在子宫内膜癌(EC)中的促肿瘤潜力并阐明相关的分子通路来填补这一知识空白。我们结合使用体外模型(Ishikawa、KLE和原代人子宫内膜癌细胞)和补充的体内方法(细胞系来源和患者来源的异种移植),系统评估了PVC-MPs暴露对子宫内膜癌细胞恶性表型的影响,包括增殖、迁移和侵袭。通过转录组分析和功能分析,我们识别出关键的响应基因和信号级联反应,重点关注AHR/CYP1A1轴。通过将细胞模型的机制证据与生理相关的异种移植系统的验证相结合,本研究旨在建立一条将PVC-MPs暴露与子宫内膜癌进展联系起来的潜在不良结果通路(AOP)。阐明这一通路不仅加深了我们对微塑料作为环境危害物的毒理学理解,还确定了预防微塑料污染相关健康风险的潜在分子靶点。

患者样本分析

本研究得到了福建省医科大学联合医院(中国福州)伦理委员会的批准,并遵循《赫尔辛基宣言》的原则进行。所有EC标本均收集自2023年8月至2025年10月的福建省医科大学联合医院。实验中使用的临床样本包括:六对子宫内膜癌组织、每例患者的癌旁组织以及七份正常组织

临床样本中PVC-MPs积累与子宫内膜癌之间的正相关关系

为了研究微塑料的致癌效应在子宫内膜癌中的作用,我们使用Py-GC/MS技术分析了临床样本(图1A)。从子宫内膜癌、邻近组织和正常子宫内膜组织的Py-GC/MS分析中获得的总离子色谱图(TICs)提供了热解产物的完整谱图(图1B)。特征性的热解片段萘(质量电荷比:m/z 128)被用作诊断依据

讨论

子宫内膜癌(EC)是女性生殖系统中最常见的恶性肿瘤之一,其发病率很高,现已超过卵巢癌成为该类别癌症相关死亡的主要原因(Siegel等人,2023年;Sung等人,2021年;How等人,2024年;Crosbie等人,2022年)。尽管出现了先进的疗法,如分子疗法和靶向治疗,但显著的死亡负担仍然存在,这很可能与其高发病率有关

CRediT作者贡献声明

范仁才:研究。陈丽金:研究。陈浩:方法学。吴美婷:资源、项目管理、研究。刘家琳:资源、研究。林晓燕:写作——审稿与编辑、监督、资金获取、概念构思。张丽萍:写作——初稿、方法学、研究。陈德昭:监督。

ARRIVE声明

所有动物实验均符合ARRIVE指南、1986年《英国动物(科学程序)法案》及其相关指南,以及欧盟关于用于科学目的的动物保护的指令2010年的规定。

资助声明

本研究得到了部门发展基金的支持。未提供具体的基金名称。

利益冲突声明

作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系:林晓燕报告称获得了福建省医科大学联合医院的财务支持。如果还有其他作者,他们声明没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

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