从网络毒理学和分子对接策略探讨全氟辛酸在肾透明细胞癌中的分子机制

各位读者好，今天为大家带来一篇使用综合运用网络毒理学和分子对接等前沿研究手段来研究全氟辛酸（PFOA）在诱导透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的潜在靶点和机制的纯生信高分文章，是由南京医科大学和南京师范大学团队2025年5月在International journal of surgery发表的，题为“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）诱导透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的潜在机制，为环境健康政策制定和癌症治疗提供理论依据，有助于降低PFOA暴露风险，推动癌症研究发展。

发表杂志：

《International journal of surgery》是一本聚焦外科学领域的国际同行评审学术期刊，致力于发表外科学及相关交叉学科的高质量研究成果，为全球外科医生、研究人员、医学教育者提供专业的学术交流平台，创刊于2003年，在国际外科领域具有广泛的影响力。

2025 年影响因子：10.1 

ISSN：1743-9191

中科院分区：中科院分区大类学科为医学2区，小类学科为外科2区。

发文量：每年出版文章数平均约553篇

发表成本：发表研究论文、综述和指导，需支付 3800 美元，约人民币 3 万元；发表信件和通信，需要支付 1900 美元，约人民币 1.5 万元。

审稿周期：采用 “快速同行评审” 机制，平均初审周期约 2-4 周，稿件录用后在线发表（Online First）速度快，通常 1-2 个月内可上线，有助于研究成果的快速传播

《International Journal of Surgery》是外科学领域的国际核心期刊，以 “覆盖全外科领域、发表高质量研究、推动全球外科交流” 为目标，具有影响因子高、国际认可度强、审稿效率快等特点。无论是临床医生发表创新手术研究，还是科研人员分享外科基础转化成果，或是领域专家撰写权威综述，该期刊都是重要的学术平台，对推动全球外科学的发展具有重要作用。

研究背景：

全氟辛酸（PFOA）在人类生产和生活中广泛应用，导致其在环境和人体中广泛分布。流行病学和动物实验表明PFOA与肾癌密切相关，2023年国际癌症研究机构将其列为“人类致癌物”。然而，PFOA诱导透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的关键靶点和机制尚不明确。现有研究主要集中在特定靶点或生物过程，缺乏全面、非靶向分析。因此，本文采用网络毒理学和分子对接技术，深入研究PFOA在ccRCC中的靶点和通路。

    本文运用网络毒理学和分子对接技术，探究全氟辛酸（PFOA）诱导透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的潜在机制。研究从公共数据库获取相关基因数据，构建蛋白质 - 蛋白质相互作用网络，确定70个潜在靶点和7个枢纽基因。分子对接证实PFOA与枢纽蛋白的结合亲和力，功能富集分析揭示PFOA诱导ccRCC的四种潜在机制，为环境健康和癌症研究提供新见解。

研究框架：

1.提出问题：

PFOA诱导ccRCC的关键靶点和机制尚不明确，需要全面研究。

2. 研究框架：

整合网络毒理学和分子对接技术，从基因数据挖掘到机制分析。

3. 研究方法:

从多个数据库收集靶点，分析TCGA转录组数据，构建PPI网络，进行富集分析和分子对接。

4. 分析数据：

对基因数据进行交集、筛选、网络分析和富集分析。

5. 研究结论：

确定潜在靶点和枢纽基因，分子对接证实PFOA与枢纽蛋白结合。功能富集分析揭示四种潜在机制，为PFOA诱导ccRCC提供新见解，有助于风险评估和环境健康研究。

Fig.1工作流程示意图

结果解析：

1. ccRCC转录组数据分析及PFOA诱导ccRCC潜在目标的确定

通过PCA分析有效区分了TCGA数据库中ccRCC的正常和肿瘤样本；肿瘤与正常组的差异分析得到13531个差异表达基因，通过对ccRCC患者差异表达基因、预测的PFOA靶基因和RCC相关基因取交集，确定了70个可能参与PFOA诱导ccRCC的潜在靶标，并构建了这些靶标的PPI网络。

2. PFOA诱导ccRCC潜在目标的功能富集分析

对70个潜在靶标进行富集分析，结果显示在GO的生物过程（BP）中，“脂肪酸代谢过程”“外源物质代谢过程”和“细胞对外源物质刺激的反应”等过程富集程度较高；在细胞组分（CC）中，“过氧化物酶体”“微体”和“胞质小核糖体亚基”等组分富集；在分子功能（MF）中，“单羧酸结合”“羧酸结合”和“有机酸结合”等功能富集。在KEGG和Reactome通路中也有相应的富集结果。

3. PPI网络中枢纽基因的识别及PFOA暴露风险模型的构建与验证

利用Cytoscape中的MCODE插件提取出PPI网络中得分最高的子网络；通过9种算法确定了7个枢纽基因（CYP2C9、CYP3A4、CYP1A1、CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8和ABCB1）；基于这7个枢纽基因构建PFOA暴露风险评分模型，将患者分为高风险和低风险组，高风险组患者的总体生存率显著低于低风险组，且该风险评分是ccRCC患者的独立预后因素，风险评分模型具有一定的预测准确性。

4. PFOA诱导ccRCC枢纽基因的功能富集分析

对7个枢纽基因进行富集分析，在GO的BP中，“外源物质分解代谢过程”“外源物质代谢过程”和“环氧化酶P450途径”等途径富集；在MF中，“类固醇羟化酶活性”“氧化还原酶活性”和“芳香化酶活性”等功能富集。在KEGG和Reactome通路中也呈现出相应的富集情况。

5. PFOA与枢纽基因对应蛋白质的分子对接验证

    通过分子对接分析PFOA与7个枢纽基因对应蛋白的相互作用，结果显示所有枢纽蛋白与PFOA的结合能均超过 -7.2 kcal/mol，表明它们之间具有较强的结合稳定性和高亲和力。

研究结论：

本研究确定70个潜在靶点和7个枢纽基因，分子对接证实PFOA与枢纽蛋白结合。功能富集分析揭示四种潜在机制，为PFOA诱导ccRCC提供新见解，有助于风险评估和环境健康研究。

研究的创新性：

综合运用网络毒理学和分子对接技术，全面分析PFOA诱导ccRCC的机制，确定关键靶点和潜在机制，为环境致癌物研究提供新方法。

研究的不足之处：

原始靶点数据质量受数据库和筛选标准影响；PFOA与靶点蛋白结合数据依赖计算机模拟；部分靶点和机制缺乏明确实验证据，机制间缺乏清晰顺序。

研究展望：

未来需验证枢纽基因和机制，明确其在PFOA诱导ccRCC中的作用；开展分子实验，确认PFOA与靶点蛋白的结合亲和力；建立清晰的机制顺序，深入理解致癌过程。

研究意义：

 揭示PFOA诱导ccRCC的关键靶点和机制，为环境健康政策制定和癌症治疗提供理论依据，有助于降低PFOA暴露风险，推动癌症研究发展。