研究對象：成年斑馬魚

技術方法：組織學分析、透射電鏡（TEM）、代謝組學與脂質組學、轉錄組學、qRT-PCR驗線粒體功能評估、生物累積因子（BCF）計算

技術路線：

1.暴露溶液和斑馬魚肝臟中FF的濃度

作者將成年斑馬魚暴露于不同濃度的FF環境中，發現0.5 mg/L組肝臟FF濃度（61.0 μg/g）顯著高于0.05 mg/L組（16.9 μg/g），但低濃度組BCF值（378.5 L/kg）是高濃度組（146.0 L/kg）的2.59倍。

2.肝臟微結構變化

作者通過組織學染色和TEM，發現0.5 mg/L FF處理組的斑馬魚肝臟出現顯著脂肪變性，表現為肝細胞中大小不一的脂滴積累，伴隨炎癥細胞浸潤（圖1A）。0.5 mg/L組肝臟脂滴面積占比達5.3%（對照組1.2%），符合中度NAFLD（圖1B）。定量結果證實細胞內脂滴的面積和數量顯著增加（圖1C-D）。

圖1 FF暴露后肝臟微結構的變化

3.多組學分析揭示代謝紊亂

主成分分析表明，在組學數據集中，0.5 mg/L FF處理組和對照之間存在明顯分離。然而，0.05 mg/L FF 處理組與其他兩個數據集表現出不同程度的重疊（圖2A）。0.5 mg/L FF處理組游離脂肪酸（FFA）、甘油三酯（TAG）、神經酰胺（Cer）和鞘磷脂（SM）顯著升高（圖3A-D）。線長鏈酰基肉堿（ACs）減少，肉毒堿前體水平下降，CPT1酶表達下調（圖3E），表明線粒體β-氧化受阻，結果表明線粒體功能受損。

圖2 暴露于 FF 28 天后斑馬魚肝臟的分子圖譜

圖3 斑馬魚肝臟中失調的脂質譜

在氨基酸與能量代謝中，支鏈氨基酸（如亮氨酸/異亮氨酸）升高，芳香族氨基酸（如苯丙氨酸/酪氨酸）降低（圖4A）。TCA循環中間體（蘋果酸、琥珀酸、α-酮戊二酸）減少，ATP含量下降（圖4B, 5G），表明線粒體氧化磷酸化（OXPHOS）功能受損。糖代謝異常，其中葡萄糖攝取（SLC2A1基因下調）和糖酵解（受阻（圖4C）。

炎癥方面，NF-κB和JNK等促炎通路基因表達上調（圖4C），IRS1（胰島素信號）表達抑制。

FF 治療的肝臟病理生理學會導致復雜的代謝改變，包括 FFA 和脂質超載、氨基酸、糖酵解和核苷酸代謝受損。這些變化，加上三磷酸腺苷 (ATP) 和 TCA 循環中間體的減少，表明線粒體的氧化代謝能力可能降低，最終導致肝臟能量產生減少和代謝紊亂。

圖4 暴露于FF28天后，斑馬魚肝臟中AA、TCA中間體譜和相關基因表達失調

4.線粒體結構與功能損傷

作者通過TEM，發現超微結構破壞，包括線粒體膜破裂、嵴密度降低（圖5A-B）。線粒體呼吸鏈復合物（I、III、V）活性顯著降低（圖5H），ATP合成減少（圖5G）。轉錄組分析顯示同樣也表明，參與調節線粒體內膜和外膜、呼吸鏈復合物和基質的關鍵基因下調（圖 5 C）。

圖5 斑馬魚肝臟中線粒體的結構和功能受損

5.線粒體損傷與氧化應激

作者為了進一步探索線粒體損傷的有害影響，對FF處理的斑馬魚樣品中活性氧 (ROS)進行探究，研究發現FF處理后活性氧（ROS）升高，谷胱甘肽（GSH）減少，氧化型谷胱甘肽（GSSG/GSH）比例增加（圖6C-F）。此外，心磷脂（CL）是一種獨特的甘油磷脂，是線粒體內膜的關鍵組分，研究發現，CL氧化（圖6H）破壞線粒體內膜完整性，進一步放大ROS生成，形成“線粒體損傷-氧化應激”惡性循環。

圖6 斑馬魚肝臟中氧化還原狀態紊亂和心磷脂受損