近日,我院学科交叉中心胡成斌博士团队与广东省职业病防治院在毒理学领域国际期刊《Toxicology》(IF 4.6/Q2,毒理学高水平期刊)合作发表研究论文,聚焦环境污染物 6PPD - 醌的肝毒性机制研究 —— 该物质肝毒性作用靶点与分子机制此前长期空白,团队创新采用 “网络毒理学 + 分子对接 / 分子动力学模拟(MDS)+ 机器学习” 的纯生信研究范式,高效填补这一空白,从投稿到接收仅耗时 2 个月,为环境污染物毒性分析提供实用新路径。
研究首先通过 Comparative Toxicogenomics Database(CTD)与 SwissTargetPrediction 数据库,筛选并交叉验证出 6PPD - 醌的 62 个肝毒性关键靶点,结合 STRING 构建蛋白互作网络、Metascape 开展通路富集分析,发现这些靶点主要富集于 PI3K-Akt/MAPK 信号通路(核心靶点 EGFR/AKT1)与异生物质代谢通路(核心靶点 CYP2B6/CYP3A4),揭示其通过 “信号紊乱 + 代谢失调” 引发肝毒性的双重机制;接着用 AutoDock Vina 进行分子对接验证,结果显示 6PPD - 醌与 EGFR 结合能达 - 7.65 kcal/mol、与 CYP2B6 达 - 7.62 kcal/mol,所有核心靶点结合能均≤-5.0 kcal/mol,再经 GROMACS 100ns MDS 进一步证实,6PPD - 醌与 EGFR 结合稳定(关键残基 CYS797/MET793 氢键占比 38%/24%);最终基于 PubChem 和 ChEMBL 数据库构建数据集,用随机森林与支持向量机(SVM)开发靶点调节剂分类模型,SVM 模型预测 6PPD - 醌抑制 EGFR 概率达 88%(AUC 0.93-0.99),随机森林模型区分靶点抑制剂 / 激动剂准确率达 0.91,其中 CYP3A4 被预测为潜在激动靶点,为解毒机制研究提供新方向。论文以《EGFR and CYP signaling disruption underlies 6PPD-quinone hepatotoxicity: Insights from a network and machine learning approach》为题发表,充分体现 “医学 + 工学” 交叉研究的创新价值。
该成果不仅首次系统解析 6PPD - 醌肝毒性机制,其 “网络毒理学 + 结构生物学 + 机器学习” 的研究范式更具备高效、低成本优势,无需复杂实验条件即可开展,特别适合缺乏实验平台的团队借鉴;同时作为学科交叉中心领域的代表性成果,也展现了团队在环境与健康领域问题解决中的技术实力,为同类学科交叉研究提供了可参考的实践案例。
论文发表链接:https://doi.org/10.1016/j.tox.2025.154235