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导语 
从“ADMETlab”数据库中分析了双酚的毒性特征，这表明其活性毒性终点与致癌性之间存在关联。这些发现与文献中关于双酚致癌效应的前期研究结论一致，为进一步系统深入地探索双酚对人类致癌效应的机制奠定了理论基础。通过整合五个常用数据库的目标信息，作者确定了五种双酚的潜在靶点。其中，BPA 有 651 个靶点，BPF 有 476 个靶点，BPS 有 475 个靶点，BPAF 有 298 个靶点，TBBPA 有 296 个靶点。在结合双酚 A 及其类似物的靶点后，共获得了 836 个与双酚相关的靶点（图 1A&B）。
图 1. 五种双酚和乳腺癌靶点的筛选过程。A. 五种常见双酚的化学结构。B. 五种双酚的潜在靶点集合。C. 乳腺癌相关靶点集合。D. 用于筛选双酚诱导的乳腺癌相关靶点的维恩图。
以“乳腺癌”为关键词，从 GeneCards 数据库检索到 1172 个靶点，从 TTD 数据库检索到 101 个靶点，从 OMIM 数据库检索到 168 个靶点。通过整合这三个数据库的结果并去除重复项，共获得 2281 个与乳腺癌相关的靶点（图 1C）。2281 个乳腺癌靶点与 836 个双酚类相关靶点的交集，最终确定了 424 个双酚类-乳腺癌交集靶点（图 1D），这些靶点。
3.3. 潜在靶点的蛋白相互作用网络及关键基因的鉴定
为了深入探索双酚暴露诱导乳腺癌的潜在关键靶点，将上述 424 个双酚-乳腺癌交集靶点导入 STRING 数据库，通过设置置信度为 0.700 构建了蛋白质-蛋白质相互作用网络（PPI）。分析后，在排除游离靶点后保留了 345 个双酚-乳腺癌相关靶点。然后，使用 Cytoscape 3.10.3 软件的“分析网络”工具计算拓扑属性，获取基因靶点的特征。根据度值≥双中位数、介数中心性≥中位数和接近中心性≥中位数的筛选标准，最终确定了 53 个关键双酚-乳腺癌靶点，包括 TP53、ERBB2、EGFR、BRCA2、ESR1 和 ESR2 等关键靶点。靶点按度值排序，节点颜色深度和圆圈大小与相互作用强度呈正相关（图 2A）。
图 2. 双酚暴露诱导乳腺癌的潜在靶点综合分析。A. 53 个关键靶点的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络图。节点颜色越绿，度值越高。B. 各类别中 FDR 值最小的前 10 个富集条目的 GO 分析。这些富集条目突出了双酚暴露可能涉及的乳腺癌致癌性的关键生物过程、细胞组分和分子功能。C. 按富集程度排序的前 10 个 KEGG 富集通路。
为更深入地了解双酚类物质相关毒性的机制及其与乳腺癌的关联，使用 DAVID 数据库对 424 个双酚类-乳腺癌相关靶点进行 GO 和 KEGG 富集分析。更全面的候选靶点集合可以提供对潜在生物学过程和通路的整体概述。GO 分析结果显示，分别有 651 个生物学过程（BP）、67 个细胞组分（CC）和 184 个分子功能（MF）条目显著富集。选取前 10 个条目绘制 GO 直方图（图 2B）。如图 2B 所示，生物学过程主要涉及基因表达的积极调控、细胞群体增殖的积极调控以及对外源性刺激的反应等过程。细胞组分主要包含核质、细胞质和细胞溶胶。分子功能主要与酶结合、蛋白结合、核受体活性及其他功能相关。KEGG 富集分析共鉴定出 159 条显著富集的信号通路，选取前 10 个条目绘制气泡图（图 2C）。 双酚类是内分泌干扰化学物质，它们主要通过受体介导的途径发挥作用，特别是雌激素受体。 “化学致癌 – 受体激活” 途径直接涉及与激素反应性癌症（包括乳腺癌）密切相关的受体介导过程。因此，尽管这不是统计意义上最显著的途径，但该途径为双酚类如何促进乳腺癌的分子发展提供了有价值的见解。因此，选择”化学致癌 – 受体激活”途径进行后续深入分析。
3.5. 双酚类物质-乳腺癌核心靶点收集与网络构建
参与“化学致癌 – 受体激活”（hsa05207，215 个基因）的基因从 KEGG 数据库中获取，并与 53 个双酚素-乳腺癌关键靶点进行交集分析。最终确定了 12 个双酚素-乳腺癌核心靶点。使用 Cytoscape 3.10.3 软件对双酚素-核心靶点-乳腺癌网络进行可视化（图 3A）。网络图包含五个由蓝色圆圈标注的双酚素、五个由绿色圆圈标注的疾病以及五个由红色圆圈标注的核心靶点。该网络图展示了双酚素、乳腺癌及其核心靶点之间的复杂相互作用。STRING 数据库和 Cytoscape 软件分别用于分析和可视化 12 个双酚素-乳腺癌核心靶点（图 3B & 图 3C）。
图 3. 双酚-乳腺癌核心靶点集合。A. 双酚-核心靶点-乳腺癌网络。蓝色圆圈代表五种常见双酚，绿色圆圈代表乳腺癌，红色圆圈代表 12 个核心靶点。B&C. 12 个核心靶点的蛋白质-蛋白质相互作用网络。
通过 DAVID 数据库对 12 个双酚素-乳腺癌核心靶点进行了 GO 分析，显著富集了 30 个生物学过程、6 个细胞组分和 15 个分子功能。每个 GO 类别的前 10 个条目进行了可视化（图 4A）。KEGG 分析识别出 113 条显著富集的信号通路。选取了其中 10 条最显著的通路绘制 KEGG 通路 chord 图（图 4B）。图 4B 显示这 12 个核心基因显著富集在化学致癌-受体激活、催乳素信号通路、雌激素信号通路和乳腺癌中。这些结果为揭示双酚素诱导乳腺癌的分子机制提供了重要证据。
图 4. 12 个核心靶标的富集分析。A. GO 富集分析结果。B. 按 p 值排序的 KEGG 通路分析结果，桑基图显示了前十个通路与 12 个核心基因之间的关系。
3.7. 双酚暴露下 MCF-7 细胞的转录组特征
为进一步验证双酚类物质引发乳腺癌的机制，作者从 GEO 数据库下载了微阵列数据 GSE85350。该数据集将双酚类物质暴露于乳腺癌 MCF-7 细胞 48 小时。作者选择了五个处理组进行分析：对照组、BPA 组（400 nM）、BPAF 组（80 nM）、BPF 组（1000 nM）、BPS 组（1500 nM），每个处理组进行三次重复分析。各组的微阵列数据质量良好且具有可比性（图 5A）。数据分析显示，与对照组相比，BPA 暴露组的差异表达基因有 32 个，BPAF 组有 34 个，BPF 组有 53 个，BPS 组有 77 个（图 5B）。此外，各组的差异表达基因交集得到 26 个基因（图 5C）。在交集基因中，17 个基因在双酚类物质中上调，9 个基因下调（图 5D）。值得注意的是，PGR 基因同时出现在双酚类物质与对照组的差异基因中，以及上述分析筛选的核心靶点中，这表明其在双酚类物质暴露诱导乳腺癌中起着关键作用。
图 5. BPA 暴露后的人乳腺癌 MCF-7 细胞的转录组分析。A.微阵列数据的分布和可比性评估。B.显示差异表达基因分布的多组差异火山图。C.展示四种双酚处理差异表达基因交集的维恩图。D.控制组、BPA、BPAF、BPF 和 BPS 暴露组间差异表达基因的热图。双酚中上调和下调基因分别以红色和蓝色表示。E.差异表达基因的 KEGG 通路分析。F.差异表达基因的 GO 富集分析。
为进一步阐明差异表达基因的功能，进行了 GO 富集和 KEGG 通路分析。KEGG 通路分析显示，差异基因主要富集在雌激素信号通路、氮代谢、cAMP 信号通路和脂肪酸代谢（图 5E）。GO 富集分析显示，差异基因参与刺激反应、结合、生物过程中的细胞解剖实体、细胞组分和分子功能（图 5F）。综上所述，这些结果表明上述信号通路在介导双酚素诱导的乳腺癌中发挥关键作用，并可能是减轻双酚素暴露致癌效应的潜在治疗靶点。
通过整合网络毒理学和转录组学数据，作者全面分析了双酚类物质相关乳腺癌致癌性的潜在机制，这揭示 PGR 蛋白可能在双酚类物质引发的乳腺癌中发挥重要作用。
3.8. 双酚类物质与乳腺癌核心靶点 PGR 的分子对接
通过分子对接系统研究了五种双酚类物质与乳腺癌核心靶点蛋白 PGR 之间的相互作用。使用 Discovery Studio 和 Pymol 软件可视化了 PGR 和双酚类活性成分的最低结合能构象（图 6）。放大的图像显示双酚类物质与 PGR 蛋白的三个关键氨基酸残基相互作用，包括 ARG-766（精氨酸 766）、GLN-725（谷氨酰胺 725）和 LEU-758（亮氨酸 758）。值得注意的是，所有对接结果都显示出低结合能（结合能≤-7 kcal/mol），表明 PGR 与各种双酚类物质之间存在稳定而强烈的结合，并且可以实现自发结合。这一特性在双酚类物质诱导的乳腺癌炎症和致癌的分子机制中具有重要生物学意义。
图 6. 分子对接结果显示，在五种双酚中，与 PGR 蛋白结合能最低的双酚。
本研究通过整合靶点信息构建了五种双酚（BPA、BPF、BPAF、BPS、TBBPA）的毒性谱。结果表明，双酚化合物与乳腺癌之间存在 424 个交集靶点，其中通过蛋白质-蛋白质相互作用网络分析筛选出 53 个关键靶点（如 TP53、ERBB2、ESR1 等）。KEGG 通路富集分析显示，这些靶点显著富集在“化学致癌 – 受体激活”通路中。其中，包括 PGR、ESR1、ESR2、EGF、EGFR、SRC 等在内的 12 个核心基因构成了双酚-乳腺癌调控网络的关键节点。Cohen 等人报道非 DNA 反应性物质通过受体激活在致癌过程中发挥重要作用，强调了该通路的重要性（Cohen 和 Arnold，2011）。此外，BPA 可通过 CXCL12/AKT 信号通路诱导癌相关脂肪细胞促进乳腺癌发展，证实 BPA 通过非 DNA 反应性通路发挥致癌作用（Dong 等人，2025）。
基于 GEO 数据库的微阵列数据，验证实验发现双酚暴露（BPA/BPAF/BPF/BPS）在 MCF-7 细胞中触发了 32–77 个差异表达基因，其中 26 个基因在所有双酚处理中共同出现，包括雌激素受体相关基因 PGR。GO/KEGG 分析显示，差异表达基因富集在雌激素信号通路中，这进一步支持了双酚通过干扰激素信号促进致癌的机制（Khan 等，2021；Nomiri 等，2019）。
分子对接显示，五种双酚具有与核心靶点 PGR 显著的结合能（结合能≤−7 kcal/mol），主要通过 ARG-766、LEU-758 和 GLN-725 等氨基酸残基形成稳定相互作用。这些结果为双酚模拟雌激素效应和激活致癌通路提供了分子机制的直接证据，并表明 PGR 可能是干扰双酚暴露致癌效应的潜在靶点。
双酚类物质对雌激素受体（ERs）的影响主要包括以下途径（Stanojevic 和 Sollner Dolenc，2025）。Ⅰ. 直接基因组信号通路。作为一种经典的雌激素信号机制，双酚-雌激素受体二聚体通过直接结合雌激素反应元件（ERE）促进靶基因表达。例如，BPAF 的 ER 激动剂活性高于 BPA，但两种物质均能引起 ERα/雌激素反应元件（ERE）和 ERβ/ERE 介导的转录活性（Pelch 等人，2019b）。Ⅱ. 间接基因组信号通路。双酚激活的 ERs 通过与其他转录因子发生蛋白质-蛋白质相互作用，在其相应的反应元件处结合 DNA，从而影响下游生物反应。例如，BPS 可以增加雌激素相关受体α与纤连蛋白（FN1）启动子的结合，从而在嗜铬细胞瘤（PC12）细胞中诱导 FN1 的表达，触发 PC12 细胞的迁移和侵袭（Jia 等人，2018）。Ⅲ. 非基因组信号通路。 双酚类物质与定位于膜上的 ERs（G 蛋白偶联 ERs、GPER）结合，激活一系列蛋白激酶，并通过转录因子磷酸化最终调节基因表达。例如，BPA 可以通过 GPER 介导的 EGFR/ERK1/2 通路和 ROS/Ca(2+)-ASK1-JNK 信号通路的快速激活来发挥非基因组雌激素效应（Huang et al., 2021, Zhang et al., 2014, Fitzgerald et al., 2015）。BPAF、BPF 和 BPS 也可以通过 GPER 介导的钙动员的不同信号通路发挥雌激素效应，并且 BPAF 的活性甚至高于 BPA（Lei et al., 2019, Lei et al., 2018, Deng et al., 2018, Cao et al., 2017）。Dong 等人发现 TGF-β1 信号通路调节 BPA，该 BPA 被 ERRα-BPA 复合物诱导。TGF-β1 与细胞表面丝氨酸/苏氨酸激酶受体结合激活 TGF-β通路，随后由细胞内 Smads 介质介导的信号转导发生（Dong et al., 2022）。 此外，双酚类物质还通过甲状腺干扰效应的受体信号通路和肥胖效应的受体信号通路发挥作用（Hu 等人，2023；Naomi 等人，2022）。
作为一种重要的女性激素，孕酮在维持妊娠、乳腺和骨骼发育以及女性恶性肿瘤等多种生理和病理过程中发挥着关键作用（Trabert 等人，2020）。孕酮受体（PGR）是核受体转录因子超家族的成员。PGR 是正常乳腺发育、乳腺癌发生和进展中的一种重要类固醇激素受体（Diep 等人，2024）。PGR 也通常被用作临床诊断中乳腺癌分类的生物标志物，参与分子亚型分类，并在治疗决策中起决定性作用（Rodrigues 等人，2024）。根据作者的研究，双酚直接与 PGR 结合，并以其雌激素效应导致乳腺癌发生，这与早期发现的双酚暴露与 PGR 密切相关相一致。双酚 A 暴露会降低人类灵长类子宫内膜中雌二醇诱导的 PGR 表达（Aldad 等人，2011）。此外，双酚 A 可以以 ERα依赖的方式诱导围产期脑组织中的 PGR 表达（Fahrenkopf 和 Wagner，2020）。Li 等人 报道了一种潜在机制，即长期接触双酚 A（BPA）通过 PGR-HAND2 通路损害早孕期子宫，从而干扰胚胎着床和妊娠建立（Li 等人，2016）。另一方面，BPA 暴露会减少孕酮激素的合成（Iskandarani 等人，2025；Qi 等人，2020）。因此，推测 PGR 阻断以及由此产生的孕酮对雌激素的抑制作用减弱，可能介导了 BPA 的类雌激素效应。
这项研究提供了有价值的结论，尽管存在一些局限性。通过逐步分析获得的分子机制需要通过体外细胞实验和体内动物研究进行进一步验证，这也是作者后续工作的目标。此外，由于缺乏经 TBBPA 处理的转录组数据，数据不够充分。另外，作者仅在 ER 阳性乳腺癌细胞中进行了转录组验证，而未涉及 ER 阴性乳腺癌细胞。最后，虽然本研究以 PGR 作为新靶点，但作者认识到有必要研究双酚类毒性中更广泛的受体网络（例如 ERα/β、EGFR、TGF-β）。未来的工作将采用多组学方法和体内模型来解析受体相互作用，并实验验证这些相互作用。
总结
本研究通过整合网络毒理学、转录组学和分子对接技术，系统地揭示了双酚素诱导乳腺癌的分子机制。该研究表明，双酚素可以激活 PGR 基因表达，并通过化学致癌-受体激活、雌激素信号通路和内分泌抵抗途径，增加乳腺癌发生的风险。本研究鉴定了 12 个核心靶点，其中转录组学验证 PGR 是介导双酚素诱导乳腺癌炎症和致癌的关键基因。分子对接进一步验证了双酚素与 PGR 蛋白的稳定结合。这些发现不仅阐明了双酚素暴露与乳腺癌发生的分子机制，还为乳腺癌的早期预警、靶向治疗（如 PGR 干预策略）以及环境污染物毒性评估提供了创新的研究方法和理论框架，并推动了网络毒理学、组学技术和分子对接在环境研究领域的应用。
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