PI3K-AKT-mTOR通路介导细胞骨架重构与上皮间质转化在双酚S暴露诱导肾纤维化中的作用机制研究

《Scientific Reports》：The PI3K-AKT-mTOR signaling pathway mediates epithelial mesenchymal transition and cytoskeletal architecture changes induce to renal fibrosis after Bisphenol S exposure

　　本研究针对环境污染物双酚S（BPS）的肾毒性机制展开探索，通过体内外实验结合转录组学分析，首次揭示BPS暴露通过激活PI3K-AKT-mTOR信号通路，诱发肾小管上皮细胞骨架紊乱和上皮间质转化（EMT），最终驱动肾纤维化进程。该研究为BPS的肾脏安全性评估提供了关键理论依据，对环境污染相关肾病防治具有重要警示意义。

　　

随着塑料制品的广泛使用，双酚A（BPA）及其替代品双酚S（BPS）的环境残留问题日益引发关注。尽管BPA的毒性已被大量研究证实，但作为其主要替代物的BPS是否具有类似毒性仍存在争议。尤其值得警惕的是，肾脏作为污染物代谢的重要器官，长期暴露于BPS可能引发慢性肾脏病（CKD），而肾纤维化正是CKD进展至终末期的共同病理表现。然而，目前关于BPS诱导肾损伤的具体表型及其分子机制尚不明确。

为揭示这一科学问题，重庆医科大学团队在《Scientific Reports》发表研究，通过整合动物实验、细胞模型和转录组学分析，系统阐释了BPS的肾纤维化效应及其机制。研究人员采用Sprague-Dawley大鼠灌胃BPS（50/100/150 mg/kg）35天构建体内模型，并用人肾小管上皮细胞（HK-2）进行体外暴露实验（100/200/400 μM BPS）。关键技术包括：RNA测序筛选差异表达基因、免疫组化/免疫荧光检测肾损伤标志物（KIM-1、NGAL）与EMT指标（E-cadherin、α-SMA等）、Western blot分析信号通路蛋白、细胞划痕实验评估迁移能力、细胞骨架染色（F-actin/β-tubulin）及抑制剂干预（Wortmannin抑制PI3K、Sapanisertib抑制mTORC）。

研究结果

1. BPS暴露诱发大鼠肾损伤与纤维化

虽然血清肌酐（SCr）和尿素氮（BUN）无显著升高，但肾组织中损伤标志物KIM-1、NGAL及炎症因子（IL-6、TNF-α）、氧化应激指标（HO-1、Nrf2）均显著上调。Masson染色显示肾小管周围胶原纤维沉积增加，提示纤维化发生。

2. BPS促进EMT与细胞骨架重构

在大鼠肾脏和HK-2细胞中，BPS处理导致上皮标志物（E-cadherin、ZO-1）下调、间质标志物（α-SMA、vimentin）上调。细胞形态由上皮样向间质样转变，迁移能力增强。免疫荧光显示F-actin和β-tubulin结构紊乱，表明细胞骨架完整性受损。

3. 转录组学揭示PI3K-AKT-mTOR通路核心作用

RNA测序发现BPS暴露后差异基因富集于PI3K-AKT通路和细胞骨架相关功能。Western blot验证该通路关键蛋白（p-PI3K、p-AKT、p-mTOR等）磷酸化水平升高，提示通路激活。

4. 通路抑制剂逆转BPS毒性效应

使用Wortmannin和Sapanisertib分别抑制PI3K和mTORC后，细胞骨架破坏和EMT现象部分逆转，证实PI3K-AKT-mTOR通路在BPS诱导的肾纤维化中起核心调控作用。

结论与意义

本研究首次明确BPS可通过激活PI3K-AKT-mTOR通路诱发肾小管细胞骨架重构和EMT，进而驱动肾纤维化。这一发现不仅揭示了BPS的潜在肾毒性机制，也为环境污染物相关肾病的早期干预提供了新靶点。研究强调需重新评估BPS的安全性，并对塑料制品的环境健康风险提出警示。