沃特世高分辨质谱助力温医大研究：TCPP亲代暴露毒性远超胚胎直接暴露

有机磷阻燃剂（OPFRs）已被证实具有明确的内分泌干扰、发育毒性、神经毒性、代谢毒性，属于高风险新型环境污染物。其中，磷酸三(1-氯-2-丙基)酯（TCPP）是环境中检出频率最高、浓度较大的OPFRs之一，已在地表水、饮用水、甚至人体样本中被频繁检出。然而，TCPP的潜在发育毒性及其对后代的影响机制尚不明确，尤其缺乏从亲代暴露跨代传递到子代的系统研究。

王慧利教授长期带领团队聚焦环境毒理、生态安全与环境健康风险评价核心领域，形成以新型污染物毒性与代际效应为特色的研究体系。课题组以斑马鱼等模式生物为研究对象，综合运用代谢组学等多组学联合方式，重点解析有机磷阻燃剂、抗生素等典型污染物的发育毒性、神经毒性、生殖毒性及代谢紊乱机制。本研究依托温州医科大学检生学院大型仪器平台 - Waters ACQUITY UPLC联用Xevo系列QTOF高分辨质谱系统，对TCPP暴露后斑马鱼子代的内源性代谢物进行非靶向代谢组学分析，首次系统比较了胚胎期直接暴露与亲代长期暴露对子代发育、行为、脂质代谢及能量代谢的差异化影响。为环境污染物跨代毒性风险评估提供了新的科学依据，也为水体中TCPP的生态安全阈值制定提供了重要参考。

本案例依托的核心仪器为温州医科大学检生学院大型仪器共享平台的Waters ACQUITY UPLC联用Xevo系列QTOF高分辨质谱系统，技术员基于仪器特性提供精准操作、维护及方法优化支持，保障实验数据的准确性与可靠性，为各类实验研究提供稳定、高效的技术保障，确保实验工作有序推进。

科研平台技术人员对其课题组成员采用一对一服务形式，先进行仪器操作培训。根据实验目的物质特性，制定专属实验方案：包括样品前处理及方法学验证、样品上样及分析实验数据处理等多项内容。

技术员协助课题组开发了适用于斑马鱼幼鱼微量样本（<1 mg）的非靶向代谢组学方法：采用甲醇/水（4:1）提取，8 min梯度洗脱，MS^E全扫描采集（m/z 50 - 1,000 Da），成功检出超过800个代谢特征峰。Progenesis QI软件，实现原始数据预处理，利用QTOF的高分辨率和质量精度，对36 - 65个差异代谢物进行了结构推定（基于CEUMASS数据库），涵盖碳水化合物、氨基酸、核苷、脂肪酸、磷脂、类固醇激素等类别。

基于代谢组学评估了不同时期TCPP暴露后内源代谢物的变化。主成分分析（PCA）结果显示，在正、负离子模式下，对照组与TCPP暴露组之间均存在显著分离。采用正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）进一步揭示TCPP处理组间的不同代谢谱，并挖掘各组间的特征代谢物。如图1所示，在正、负离子模式下，对照组与TCPP暴露组之间、以及胚胎TCPP暴露组与亲代TCPP暴露组之间均呈现显著分离，表明TCPP暴露可诱导胚胎产生依赖于暴露方式的独特代谢谱。基于OPLS-DA分析结果，以VIP>1.5且t检验p<0.05为筛选条件，结合CEUMASS数据库鉴定，在正离子模式下，Ctr-TCPP、TCPP-Ctr和TCPP-TCPP组分别鉴定出36、61和65种内源代谢物；在负离子模式下分别鉴定出19、37和45种内源代谢物。

上述结果表明，亲代与胚胎连续TCPP暴露对胚胎代谢谱的扰动最为显著，其次为亲代TCPP暴露组，最后为胚胎TCPP暴露组。图2a热图结果显示，胚胎暴露组（Ctr‑TCPP）中糖类、脂肪酸、磷酸甘油酯、类固醇激素等以上调为主；亲代暴露组（TCPP‑Ctr）除生物碱与磷酸甘油酯外，多数代谢物显著下调；连续暴露组（TCPP‑TCPP）兼具两类变化特征，部分下调代谢物有所回升。图2b的韦恩分析表明，39种代谢物在所有暴露组均发生特异性改变，可作为TCPP暴露的潜在生物标志物；亲代暴露组差异代谢物数量显著高于胚胎暴露组，提示亲代长期暴露风险更高。图2c的代谢通路富集显示，胚胎暴露主要影响5条通路，包括抗坏血酸和醛糖酸代谢、丙氨酸‑天冬氨酸‑谷氨酸代谢等；亲代暴露则显著扰动氨基糖和核苷酸糖代谢、视黄醇代谢、类固醇激素生物合成等通路。三种暴露方式共同影响5条核心通路，其中抗坏血酸和醛糖酸代谢紊乱最为突出。