慢性PFAS暴露诱导欧洲鲃肾脏中硒依赖性谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶的抗氧化防御激活

推荐：针对PFAS污染引发的氧化应激风险，研究人员以欧洲鲃(Squalius cephalus)肾脏为模型，揭示了低浓度PFAS激活过氧化氢酶(CAT)，高浓度激活硒依赖性谷胱甘肽过氧化物酶(Se-GPXs)的差异化防御机制，发现gpx1转录与蛋白活性显著相关，而gpx4可能受应激颗粒(SGs)调控，为水生毒理学研究提供新见解。

　　

近年来，全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其在环境中的持久性和生物累积性成为全球关注的污染物。意大利威尼托地区曾发生严重的PFAS污染事件，工业排放导致河流中PFAS浓度激增，对水生生态系统构成威胁。这类物质通过干扰活性氧（ROS）代谢，可能引发氧化应激，损伤生物大分子。欧洲鲃（Squalius cephalus）作为淡水生态系统的指示物种，其肾脏因高灌注特性和解毒功能成为PFAS蓄积的主要靶器官。然而，PFAS长期暴露如何影响鱼类肾脏的抗氧化防御系统，尤其是不同细胞区室中关键酶类的响应机制，尚缺乏系统研究。

针对这一问题，帕多瓦大学（University of Padova）的研究团队在《Aquatic Toxicology》发表最新成果。研究人员选取威尼托地区三种不同污染程度河流（对照点<5 ng/L、低污染点5.64 ng/L、高污染点582.6 ng/L）的欧洲鲃肾脏样本，通过酶活性检测和基因表达分析，结合统计学方法，系统评估了硒依赖性谷胱甘肽过氧化物酶（Se-GPXs）和过氧化氢酶（CAT）的防御机制。

关键技术包括：1）分光光度法测定CAT和Se-GPXs酶活性；2）实时定量PCR（qRT-PCR）检测cat、gpx1-4基因表达；3）基于ARPAV监测数据的污染梯度设计；4）单因素方差分析（ANOVA）和Tukey多重比较的统计方法。

研究结果揭示：

1. 酶活性差异响应：低污染点CAT活性较对照显著提升64%，而高污染点Se-GPXs活性增加61%，表明抗氧化防御存在浓度依赖性分区激活——CAT在过氧化物酶体应对低浓度压力，Se-GPXs在细胞质应对高浓度胁迫。

2. 基因表达特异性：仅gpx1在高污染点呈现mRNA-蛋白活性同步上调（73.3%），gpx4在低污染点转录水平升高58%但未转化为蛋白，提示应激颗粒（SGs）可能通过TIA-1等RNA结合蛋白对gpx4实施翻译抑制。

3. 亚细胞防御策略：线粒体特异性gpx4未受高浓度PFAS诱导，推测该区室依赖过氧化物还原酶（PRDX3/5）等其他抗氧化系统提供保护。

讨论部分强调，该研究首次揭示欧洲鲃肾脏通过时空差异化的抗氧化机制应对PFAS胁迫：低浓度时优先动员CAT清除H₂O₂，高浓度时转向Se-GPXs主导防御，而gpx1作为核心效应分子。mRNA-蛋白表达解耦现象暗示SGs在慢性应激中的调控作用，为理解水生生物适应污染压力提供新视角。研究局限性在于未直接测定肾脏PFAS蓄积量，未来需结合透射电镜（TEM）验证SGs超微结构。这项成果不仅为评估PFAS生态风险提供生物标志物，也为设计跨细胞区室的抗氧化干预策略奠定理论基础。