江桂斌课题组发现3-叔丁基-4-羟基苯甲醚（3-BHA）是一种环境致肥胖物质

3-叔丁基-4-羟基苯甲醚（3-BHA）是一种新型酚类抗氧化剂，其与同分异构体2-叔丁基-4-羟基苯甲醚（2-BHA）或其他合成酚类抗氧化剂的混合物，可被用作食品添加剂，有效增加油脂类食物的储存期。欧盟食品安全局对BHA在食品中的最大允许添加量规定为200 mg/kg，每日允许摄入量为1.0 mg/kg bw/天。正由于3-BHA在食品中的添加使用，造成了其对人体的直接暴露，因此该化合物的潜在健康风险值得关注。江桂斌课题组在筛选3-BHA内分泌干扰效应的基础上，系统探讨了这种化合物对机体脂代谢的影响，发现3-BHA是一种环境致肥胖物质。

雌激素受体体外结合实验与受体转录激活分析表明，3-BHA本身并不能与雌激素受体直接结合，从而诱导雌激素效应，然而H295R细胞实验显示，这种化合物可以有效干扰类固醇激素合成（图1），特别是显著诱导雌二醇的合成与分泌。斑马鱼暴露实验表明，3-BHA可改变成鱼体内类固醇激素分泌水平[1]，并且干扰实验鱼胚胎的早期发育过程[2]。以上结果证明，3-BHA是一种典型的环境内分泌干扰物（EDC），可以诱导发育毒性效应。

图1：3-BHA干扰离体和活体类固醇激素合成，具有内分泌干扰效应[1]

EDCs常可干扰机体脂代谢，诱导肥胖发生，并引起脂代谢相关的疾病风险。3-BHA具有内分泌干扰效应，那么它是否可以影响脂代谢，具有潜在的致肥胖效应呢？基于3T3-L1前体脂肪细胞成脂分化的研究显示，3-BHA暴露可降低胞内活性氧化物水平、诱导早期CREB磷酸化、升高C/EBPβ蛋白表达水平、增加S期细胞比例，这些早期细胞生物学事件的触发，可有效激活PPARγ及其下游信号通路，从而促进成前体脂肪细胞的脂分化过程（图2）。以上结果说明，3-BHA是一种潜在的致肥胖物质[3]。与此相反，其同分异构体2-BHA并不能诱导这一效应，由此可见，食品抗氧化剂BHA的致肥胖效应，由其中的主要成分3-BHA引起。

图2. BHA及其同分异构体干扰前体脂肪细胞成脂分化[3]

在离体水平上发现的化合物脂代谢干扰效应，是否可以在活体中同样发生呢？研究采用小鼠模型，进一步探讨了3-BHA对活体脂肪生成过程的影响。考虑到活体脂代谢，可能会受到饮食结构的调控影响，因此实验设置了正常饮食和高脂饮食组，并分别给予不同浓度的3-BHA暴露。结果证实，3-BHA暴露可影响小鼠体重增长、诱导白色脂肪组织含量及脂肪细胞尺寸增加（图3），并且这一效应表现出非典型的剂效关系。该过程并不受机体糖代谢影响，而小鼠血脂浓度显著升高，表明3-BHA暴露可干扰实验动物脂代谢平衡[4]。另外，高脂饮食条件可显著促进3-BHA诱导小鼠脂代谢紊乱的效应。

图3. 3-BHA促进小鼠白色脂肪累积[4]

肝脏是参与机体糖脂代谢的重要器官，它与脂肪组织共同维持机体糖脂代谢平衡。在机体肥胖发生过程中常可伴有非酒精性脂肪肝的形成。通过离体肝脂形成实验发现，3-BHA暴露可显著增加肝脏细胞对油酸的摄入，引起胞内甘油三酯含量增加。活体实验中，高脂饮食组3-BHA暴露可引起典型的肝脏脂肪变性，导致非酒精性脂肪肝的形成[5]。以上研究结果证明，具有内分泌干扰效应的3-BHA，是一种环境致肥胖物质，其在油脂类食品中的广泛应用，可能会诱导人体肥胖等脂代谢相关的疾病的发生与发展，其潜在健康风险不容忽视。

图4. 3-BHA诱导高脂饮食小鼠肝脏脂肪变性[5]

此外，研究组针对其它新型污染物的脂代谢干扰效应研究显示，四溴双酚A及其类似物等酚类化合物同样也可以诱导前体脂肪细胞成脂分化，并且这种效应与化合物结构表现出显著的相关性[6]。一些烷基酚类化合物如4-己基苯酚可以促进前体脂肪细胞成脂分化，并诱导肝脂形成[7]。这些研究发现提示环境中可能存在种类繁多的致肥胖物质，其环境暴露引起的潜在生态风险与人体健康效应值得关注。

参考文献

[1] XiaoxiYang,Wenting Song, Na Liu, Zhendong Sun, Ruirui Liu, Qian S Liu, Qunfang Zhou,Guibin Jiang. Synthetic phenolic antioxidants cause perturbation insteroidogenesis in vitro and in vivo. EnvironmentalSciences & Technology, 2018, 52(2),850–858

[2] Xiaoxi Yang,Zhendong Sun, Wanyi Wang, Qunfang Zhou, Guoqing Shi, Fusheng Wei, Guibin Jiang.Developmental toxicity of synthetic phenolic antioxidants to the early lifestage of zebrafish. Science of the TotalEnvironment, 2018, 643, 559-568

[3] Zhendong Sun,Xiaoxi Yang, Qian S Liu, Chuanhai Li, Qunfang Zhou, Heidelore Fiedler, ChunyangLiao, Jianqing Zhang, Guibin Jiang. Butylated Hydroxyanisole isomers induce distinctadipogenesis in 3T3-L1 cells. Journal ofHazardous Materials, 2019, 379, 120794

[4] Zhendong Sun,Zhi Tang, Xiaoxi Yang, Qian S. Liu, Yong Liang, Heidelore Fiedler, JianqingZhan, Qunfang Zhou, Guibin Jiang. Perturbation of 3-tert-butyl-4-hydroxyanisolein adipogenesis of male mice with normal and high fat diets.Science of the Total Environment, 2020,703, 135608

[5] Zhendong Sun,Zhi Tang, Xiaoxi Yang, Qian S. Liu, Jianqing Zhang, Qunfang Zhou, Guibin Jiang.3-tert-Butyl-4-hydroxyanisole Impairs Hepatic Lipid Metabolism in Male Mice Fedwith a High-Fat Diet. Environmental Science Technology, 2022,DOI: 10.1021/acs.est.1c07182

[6] Qian S. Liu,Zhendong Sun, Xiao-Min Ren, Zhihua Ren, Aifeng Liu, Jianqing Zhang, QunfangZhou, Guibin Jiang. The chemical structure-related adipogenic effects of tetrabromobisphenolA and its analogs on 3T3-L1 preadipocytes. Environmental Science Technology,2020, 54, 10, 6262–6271

[7] Zhendong Sun,Huiming Cao, Qian S. Liu, Yong Liang, Heidelore Fiedler, Jianqing Zhang,Qunfang Zhou, Guibin Jiang. 4-Hexylphenol Influences Adipogenic Differentiationand Hepatic Lipid Accumulation in vitro. Environmental Pollution, 2021, 268,115635