作為典型的環境內分泌干擾物，雙酚A及其重要替代物雙酚S通過影響細胞信號通路等方式，發揮類雌激素的生物效應，干擾生物體內雌激素的產生、運輸和代謝，甚至與一些癌癥的發生密切相關。如何準確分析環境污染物相關代謝物在細胞和組織內的空間分布和動態變化，是發現污染物新的毒性作用機制的關鍵。近日，香港浸會大學的蔡宗葦教授團隊將MALDI質譜成像技術應用于雙酚S暴露小鼠的腎臟毒性研究中，為環境毒理領域提出了新的研究思路和解決方法。
近年來，雙酚A替代物引發的環境安全問題引起廣泛的關注。研究發現，環境毒理中常規的生物、化學分析方法難以準確、快速地檢測到生物小分子和大分子在組織中的空間分布變化，不利于污染物毒性作用靶器官的精確定位。質譜成像技術將質譜檢測與影像技術相結合，原位獲得多種生物分子的豐度、結構和特異性空間分布的信息，具有可視化、免標記、高通量和高靈敏等多種優勢。
該團隊將高端的MALDI-TOF rapiflex (TissueTyper)成像儀和生物分析方法相結合，從雙酚S引起的脂質分子空間分布特異性來深入探討污染物的毒性作用機制。研究發現，選取劑量下的雙酚S均能造成小鼠腎臟不同程度的損傷，包括腎小球壞死、腎小管間隙腫大和破裂等，同時伴隨促炎因子的大量分泌和異常表達。與炎癥發生密切相關的信號脂質鞘磷脂SM（d22:0/20:4）、神經酰胺Cer（d18:2/24:1）和鞘氨醇So（d18:0）分別在腎皮質區域、腎髓質區域和腎盂區域顯著上調，與細胞膜均一性和穩定性密切相關的結構脂質三酰甘油酯TAG（16:0/14:0/16:0）和磷脂酰絲氨酸PS（18:0/22:6）等在腎皮質區域顯著上調，二酰基甘油脂DAG（18:0/22:6）和磷脂酰乙醇胺脂PE（20:1/20:4）等在腎皮質區域顯著下調。同時，他們采用先進的三維-質譜成像技術對腎臟進行重構研究，發現兩個與腎臟內部毒性異質性相關的亞結構區域：SM（d22:0/20:4）和So（d18:0）。經過分析推斷雙酚S在腎小管中濃縮，并在管腔內沉積，從而造成腎小管阻塞，進而產生毒性。這一成果近期發表在Analytical Chemistry 上。