從網絡毒理學和分子對接策略探討全氟辛酸在腎透明細胞癌中的分子機制

各位讀者好，今天為大家帶來一篇使用綜合運用網絡毒理學和分子對接等前沿研究手段來研究全氟辛酸（PFOA）在誘導透明細胞腎細胞癌（ccRCC）的潛在靶點和機制的純生信高分文章，是由南京醫科大學和南京師范大學團隊2025年5月在International journal of surgery發表的，題為“Unraveling the molecular mechanisms of PFOA in clear cell renal cell carcinoma through network toxicology and molecular docking strategies"。深入探究了全氟辛酸（PFOA）誘導透明細胞腎細胞癌（ccRCC）的潛在機制，為環境健康政策制定和癌癥治療提供理論依據，有助于降低PFOA暴露風險，推動癌癥研究發展。

發表雜志：

《International journal of surgery》是一本聚焦外科學領域的國際同行評審學術期刊，致力于發表外科學及相關交叉學科的高質量研究成果，為全球外科醫生、研究人員、醫學教育者提供專業的學術交流平臺，創刊于2003年，在國際外科領域具有廣泛的影響力。

2025 年影響因子：10.1

ISSN：1743-9191

中科院分區：中科院分區大類學科為醫學2區，小類學科為外科2區。

發文量：每年出版文章數平均約553篇

發表成本：發表研究論文、綜述和指導，需支付 3800 美元，約人民幣 3 萬元；發表信件和通信，需要支付 1900 美元，約人民幣 1.5 萬元。

審稿周期：采用 “快速同行評審" 機制，平均初審周期約 2-4 周，稿件錄用后在線發表（Online First）速度快，通常 1-2 個月內可上線，有助于研究成果的快速傳播

《International Journal of Surgery》是外科學領域的國際核心期刊，以 “覆蓋全外科領域、發表高質量研究、推動quan球外科交流" 為目標，具有影響因子高、國際認可度強、審稿效率快等特點。無論是臨床醫生發表創新手術研究，還是科研人員分享外科基礎轉化成果，或是領域專家撰寫QUAN威綜述，該期刊都是重要的學術平臺，對推動quan球外科學的發展具有重要作用。

研究背景：

全氟辛酸（PFOA）在人類生產和生活中廣泛應用，導致其在環境和人體中廣泛分布。流行病學和動物實驗表明PFOA與腎癌密切相關，2023年國際癌癥研究機構將其列為“人類致癌物"。然而，PFOA誘導透明細胞腎細胞癌（ccRCC）的關鍵靶點和機制尚不明確。現有研究主要集中在特定靶點或生物過程，缺乏全面、非靶向分析。因此，本文采用網絡毒理學和分子對接技術，深入研究PFOA在ccRCC中的靶點和通路。

本文運用網絡毒理學和分子對接技術，探究全氟辛酸（PFOA）誘導透明細胞腎細胞癌（ccRCC）的潛在機制。研究從公共數據庫獲取相關基因數據，構建蛋白質 - 蛋白質相互作用網絡，確定70個潛在靶點和7個樞紐基因。分子對接證實PFOA與樞紐蛋白的結合親和力，功能富集分析揭示PFOA誘導ccRCC的四種潛在機制，為環境健康和癌癥研究提供新見解。

研究框架：

1.提出問題：

PFOA誘導ccRCC的關鍵靶點和機制尚不明確，需要全面研究。

2. 研究框架：

整合網絡毒理學和分子對接技術，從基因數據挖掘到機制分析。

3. 研究方法:

從多個數據庫收集靶點，分析TCGA轉錄組數據，構建PPI網絡，進行富集分析和分子對接。

4. 分析數據：

對基因數據進行交集、篩選、網絡分析和富集分析。

5. 研究結論：

確定潛在靶點和樞紐基因，分子對接證實PFOA與樞紐蛋白結合。功能富集分析揭示四種潛在機制，為PFOA誘導ccRCC提供新見解，有助于風險評估和環境健康研究。

Fig.1工作流程示意圖

結果解析：

1. ccRCC轉錄組數據分析及PFOA誘導ccRCC潛在目標的確定

通過PCA分析有效區分了TCGA數據庫中ccRCC的正常和腫瘤樣本；腫瘤與正常組的差異分析得到13531個差異表達基因，通過對ccRCC患者差異表達基因、預測的PFOA靶基因和RCC相關基因取交集，確定了70個可能參與PFOA誘導ccRCC的潛在靶標，并構建了這些靶標的PPI網絡。

2. PFOA誘導ccRCC潛在目標的功能富集分析

對70個潛在靶標進行富集分析，結果顯示在GO的生物過程（BP）中，“脂肪酸代謝過程"“外源物質代謝過程"和“細胞對外源物質刺激的反應"等過程富集程度較高；在細胞組分（CC）中，“過氧化物酶體"“微體"和“胞質小核糖體亞基"等組分富集；在分子功能（MF）中，“單羧酸結合"“羧酸結合"和“有機酸結合"等功能富集。在KEGG和Reactome通路中也有相應的富集結果。

3. PPI網絡中樞紐基因的識別及PFOA暴露風險模型的構建與驗證

利用Cytoscape中的MCODE插件提取出PPI網絡中得分ZUI高的子網絡；通過9種算法確定了7個樞紐基因（CYP2C9、CYP3A4、CYP1A1、CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8和ABCB1）；基于這7個樞紐基因構建PFOA暴露風險評分模型，將患者分為高風險和低風險組，高風險組患者的總體生存率顯著低于低風險組，且該風險評分是ccRCC患者的獨立預后因素，風險評分模型具有一定的預測準確性。

4. PFOA誘導ccRCC樞紐基因的功能富集分析

對7個樞紐基因進行富集分析，在GO的BP中，“外源物質分解代謝過程"“外源物質代謝過程"和“環氧化酶P450途徑"等途徑富集；在MF中，“類固醇羥化酶活性"“氧化還原酶活性"和“芳香化酶活性"等功能富集。在KEGG和Reactome通路中也呈現出相應的富集情況。

5. PFOA與樞紐基因對應蛋白質的分子對接驗證

通過分子對接分析PFOA與7個樞紐基因對應蛋白的相互作用，結果顯示所有樞紐蛋白與PFOA的結合能均超過 -7.2 kcal/mol，表明它們之間具有較強的結合穩定性和高親和力。

研究結論：

本研究確定70個潛在靶點和7個樞紐基因，分子對接證實PFOA與樞紐蛋白結合。功能富集分析揭示四種潛在機制，為PFOA誘導ccRCC提供新見解，有助于風險評估和環境健康研究。

研究的創新性：

綜合運用網絡毒理學和分子對接技術，全面分析PFOA誘導ccRCC的機制，確定關鍵靶點和潛在機制，為環境致癌物研究提供新方法。

研究的不足之處：

原始靶點數據質量受數據庫和篩選標準影響；PFOA與靶點蛋白結合數據依賴計算機模擬；部分靶點和機制缺乏明確實驗證據，機制間缺乏清晰順序。

研究展望：

未來需驗證樞紐基因和機制，明確其在PFOA誘導ccRCC中的作用；開展分子實驗，確認PFOA與靶點蛋白的結合親和力；建立清晰的機制順序，深入理解致癌過程。

研究意義：

揭示PFOA誘導ccRCC的關鍵靶點和機制，為環境健康政策制定和癌癥治療提供理論依據，有助于降低PFOA暴露風險，推動癌癥研究發展。