肥胖及脂代谢相关疾病，如非酒精性脂肪肝（NAFLD），在世界范围内呈快速上升趋势，给全球公共健康带来了严峻挑战。研究表明，除了基因遗传、不良饮食习惯和缺乏运动等因素外，环境内分泌干扰物（EDCs），尤其是致肥胖物质（Obesogens）也是诱导并促进肥胖症和NAFLD发生发展的重要原因。已有实验数据显示，在机体早期发育过程中，一些具有内分泌干扰效应的致肥胖物质暴露可导致其后期发育、成长乃至整个生命阶段的体重、脂肪组织功能、肝脏能量代谢等出现不良变化。由此可见，开展环境污染物的脂代谢干扰研究，对于污染物环境效应与健康风险评估具有重要意义。
     新型酚类化合物已在各个领域得到广泛应用。其中，叔丁基羟基苯甲醚（BHA）是一种常见的合成酚类抗氧化剂，可被添加于各类食品。4-己基苯酚（4-HP）是一种常用的非离子表面活性剂。这些化合物在生产使用与处置环节中均可对环境与人体产生潜在的暴露风险。由于这些化学品具有一定的内分泌干扰效应，那么它们是否具有潜在的脂代谢干扰效应？能否引发潜在的健康效应？这些科学问题值得关注。本论文选择了这两种代表性新型酚类化合物，结合离体与活体实验研究了它们对成脂分化与肝脂形成的影响，并解析了内在的分子调控机制。
     研究通过构建3T3-L1前体脂肪细胞成脂分化模型，针对BHA的同分异构体（即3-BHA与2-BHA）以及它们的混合物（BHA），开展了模拟暴露研究。实验结果显示，3-BHA与BHA可有效促进脂肪细胞分化，增加细胞中脂质累积，引起过氧化物酶体增殖激活受体γ（PPARγ）以及成熟脂肪细胞标志基因转录水平呈与暴露剂量相关性显著上升。与此相反，另一种同分异构体2-BHA对前体脂肪分化过程没有明显影响。针对不同分化窗口期细胞的暴露研究显示，3-BHA可通过调控细胞分化前4天的细胞生物学过程促进成脂分化，3-BHA暴露有效诱导细胞分化早期相关基因转录水平的时间依赖性趋势发生显著变化。针对调控细胞分化的关键核受体的结合与转录激活研究显示，2-BHA、3-BHA和BHA均不能直接结合并激活PPARγ，也不与糖皮质激素受体（GR）结合。深入分析细胞分化早期过程表明，3-BHA可促进环磷腺苷效应元件结合蛋白（CREB）磷酸化、上调CCAAT增强子结合蛋白表达水平（C/EBPβ），并提高有丝分裂增殖过程S期细胞比例。由此可见，3-BHA调控细胞分化早期分子事件激活PPARγ信号通路是其诱导前体脂肪细胞分化的内在原因。BHA混合物诱导成脂分化的效应主要由其中的主要成分3-BHA的作用所致。因此，3-BHA作为一种潜在的致肥胖物质，其在食品加工业中的应用安全性及由此引发的相关健康风险值得关注。
      在离体细胞研究的基础上，研究进一步采用雄性C57BL/6J小鼠开展了活体暴露实验。通过在正常饮食（ND）和高脂饮食（HFD）条件下，分别进行不同剂量3-BHA灌胃给药，暴露时间持续18周。实验结果显示，与对照组相比，3-BHA导致小鼠体重变化异常，血脂含量升高，但血糖代谢未受影响。暴露组皮下白色脂肪组织和睾周白色脂肪组织相对重量增加。对睾周脂肪组织进行组织病理学观察发现，3-BHA可增加肥大脂肪细胞的比例，暴露组细胞平均尺寸明显高于对照组。针对活体中相关基因转录水平的分析表明，3-BHA可调控机体成脂分化、脂质代谢和脂肪细胞功能，从而影响活体脂代谢过程。另外，HFD小鼠对3-BHA的暴露响应与ND小鼠显著不同，提示致肥胖物质对肥胖患者与体重正常人群可能产生不同的健康风险。
      肝脏在机体脂代谢中发挥着重要的作用，NAFLD常可与高血脂或肥胖伴生。3-BHA暴露导致小鼠脂肪组织堆积与血脂代谢异常，很可能同样影响肝脏的脂质代谢过程。针对3-BHA活体暴露实验中小鼠肝脏样品的组织病理学分析显示，ND条件下各组小鼠肝脏内未观察到脂质空泡化现象，而HFD饲养组小鼠肝脏部分区域出现了明显的肝脂肪变性，且10 mg/kg 3-BHA处理组小鼠肝脏病变区域明显增加，有些区域甚至出现较大空泡状肝脂肪变性。检测肝脏中不同脂质成分发现，HFD条件下3-BHA促进了肝脏中甘油三酯的累积，而总胆固醇和磷脂酰胆碱含量无明显变化。基于HepG2细胞模型研究显示，3-BHA暴露可以显著升高肝细胞中油酸的累积，从而促进肝脂形成。肝细胞中脂代谢相关基因分析显示，3-BHA可干扰脂质胞外摄取、内源性游离脂肪酸的从头合成、甘油三酯的分解、脂肪酸的β氧化以及脂质的外运过程，从而调控肝脂形成,，导致肝细胞中脂质代谢平衡向累积倾斜。以上离体与活体实验结果提示，3-BHA在高脂饮食条件下可干扰肝脏脂质代谢平衡，诱导肝脂肪变性，形成NALFD。作为高脂食品中常用的添加剂，3-BHA的长期摄入可能造成人体NALFD的患病风险。
     4-HP是一种具有内分泌干扰效应的酚类化合物，其化学结构与3-BHA具有一定相似性，这种化合物是否可对前体脂肪细胞分化和肝脂形成产生影响呢？针对这一科学问题，研究首先基于3T3-L1前体脂肪细胞分化模型进行了模拟暴露实验，结果发现4-HP可明显促进前体脂肪细胞成脂分化，并导致成熟脂肪细胞内甘油三酯含量升高。分析细胞分化过程中的关键转录因子显示，4-HP暴露可显著升高PPARγ及其下游与成熟脂肪细胞表型相关的基因生物标志物的转录水平。基于HepG2肝脂形成离体实验分析发现，4-HP可有效促进HepG2细胞对油酸的摄取，并导致细胞内甘油三酯的累积。检测肝细胞脂代谢相关基因显示，该化合物可干扰细胞脂质稳态调控基因的转录表达，表现为促进脂质的胞外摄取过程，并抑制内源性游离脂肪酸的从头合成和脂肪酸的β氧化。上述结果表明，4-HP可促进前体脂肪细胞成脂分化，并干扰肝细胞脂质代谢平衡。以上研究，为4-HP的生物安全性评价提供了重要的基础毒性数据，也为其在不同行业中的使用管理提供了科学参考。
      综上，本论文围绕两种新型酚类化合物的脂代谢干扰效应研究，揭示了环境中潜在致肥胖物质暴露对人体健康产生的威胁。论文研究结果一方面很好揭示了这两种新型酚类化合物干扰机体脂代谢的新的毒理学效应与分子作用机制，另一方面也为环境内分泌干扰物诱导肥胖等脂代谢紊乱相关的健康风险评价提供了新的思路。