双酚 A（BPA）是环境和人体样本中普遍存在的污染物，大量动物研究显示 BPA 可能具有多种不良效应，因此其在某些消费品中的使用开始受到限制。相应 地，一些 BPA 的结构类似物如双酚 F（BPF）、双酚 S（BPS）开始作为替代品被 投入生产和使用。越来越多的数据显示 BPA 的替代品可能具有与 BPA 类似的毒 性效应。课题组前期的研究发现，BPF 促进非洲爪蛙肠组织中 Notch 信号相关基 因的表达，暗示其对 Notch 信号可能具有一定的干扰作用。生物学研究显示 Notch 信号对脊椎动物多种组织器官的发育和稳态至关重要，对维持肠道干细胞和保持 肠细胞谱系之间的分化平衡更是必不可少。鉴于前期工作中发现的 BPF 影响非 洲爪蛙肠组织学结构变化、促进 Notch 信号相关基因表达的结果，推测双酚类物 质可能通过 Notch 信号影响肠道发育和屏障功能。考虑到 Notch 信号通路作用的 广泛性进一步推测，双酚类物质对 Notch 信号的干扰作用可能涉及除肠道外的其 他组织器官，存在一定的普遍性。围绕这些问题，本论文开展以下研究：

      （1）双酚类物质对脊椎动物 Notch 信号和肠发育的干扰作用：①52 期非洲 爪蛙蝌蚪暴露 10、100、1000 nmol/L 的 BPA 或 BPF 5 天，发现 BPA 和 BPF 显 著促进肠中与 Notch 相关基因的表达，同时存在异常的上皮细胞增殖和组织学结 构变化；Notch 抑制剂 DBZ 显著抑制上述 BPA 和 BPF 引起的效应。②利用大鼠 小肠隐窝上皮细胞 IEC-6 分化模型，发现 BPA 和 BPF 显著促进 Notch 相关基因 的表达，导致核内 NICD 增多、细胞的增殖和微绒毛数量的增加；Notch 抑制剂 DAPT 显著抑制了上述 BPA 和 BPF 引起的效应。这些结果显示 BPA 及其替代品 会干扰 Notch 信号并影响脊椎动物的肠发育，且替代品的效应与 BPA 相当。进 一步研究发现，BPA 的衍生物四溴双酚 A（TBBPA）在非洲爪蛙体内研究和 IEC 6 细胞体外研究中也表现出与 BPA 类似的 Notch 信号干扰作用和肠发育影响。

      （2）双酚类物质对 Notch 信号及肠道屏障的干扰作用：6-8 周的 C57 BL/6 雄性小鼠通过饮水暴露 50 µg/kg/d 和 5 mg/kg/d 的 BPA 和 BPF。7 天后，发现结 肠中 Notch 信号相关基因表达受到抑制，但肠细胞增殖、分化和组织结构无明显 变化；14 天后，发现 BPA 和 BPF 显著抑制结肠中 Notch 信号相关基因的表达， 也显著抑制干细胞标志物（lgr5，msi1，bmi1）的表达和细胞增殖，同时抑制分 泌型细胞的分化，导致粘膜屏障重要组成成分的粘蛋白和溶菌酶的分泌减少，引 起肠道粘膜屏障损伤。进一步组织学结构分析发现，结肠粘膜层有炎性细胞浸润， 炎症因子的基因表达明显增加，提示结肠中有轻微的炎症。由此认为 BPA 和 BPF 会通过 Notch 信号影响肠道粘膜屏障，且 BPF 的效应与 BPA 相当。

      （3）双酚类物质对不同组织来源的正常细胞 Notch 信号及增殖分化的影响： 利用大鼠胚胎心肌细胞 H9c2 和人脐静脉内皮细胞 HUVEC 进行体外研究，发现 10-1000 nmol/L 的 BPA 和 BPF 激活 H9c2 中的 Notch 信号，促进细胞增殖，抑制 心肌分化，而 Notch 抑制剂 DAPT 恢复了 BPA 和 BPF 诱导的变化；另外，10- 1000 nmol/L 的 BPA 和 BPF 同样激活 HUVEC 的 Notch 信号，并促进细胞迁移和 血管生成，DAPT 和 Notch1 siRNA 干扰显著抑制了 BPA 和 BPF 引起的效应。这 些结果显示双酚类物质会通过 Notch 信号影响不同组织来源的细胞增殖分化。

      （4）双酚类物质对癌细胞 Notch 信号及肿瘤特性的影响：利用神经胶质瘤 细胞 U251 和胰腺癌细胞 PANC-1 进行体外研究，发现 BPA 和 BPF 激活这两种 癌细胞中 Notch 信号通路，促进肿瘤干细胞标志物 CD44 表达的增加，增强细胞 增殖和侵袭的能力，影响细胞分化相关标志物（胶质纤维蛋白 GFAP 和胰腺导管 蛋白 CK19）的表达，而 DAPT 显著抑制 BPA 和 BPF 引起的效应，提示双酚类 物质会干扰 Notch 信号并影响癌细胞特性。

       综合以上，本论文首次发现环境相关浓度的双酚类物质可干扰 Notch 信号通 路，并影响脊椎动物的肠发育和肠道屏障，由此提出肠道是双酚类物质作用的重 要靶器官；进一步的体外细胞研究发现，双酚类物质除对肠中 Notch 信号有干扰 作用外，还干扰其他器官来源的正常细胞和癌细胞的 Notch 信号通路并影响细胞 增殖、分化以及癌细胞特征，显示 Notch 信号是双酚类物质普遍作用的靶信号， 这一发现为双酚类物质广泛的毒性作用机制提供了崭新的解释，提高了对双酚类 物质毒性效应的认识。