2021-12-30
來源:中國農業大學
霉菌毒素是真菌產生的有毒次級代謝產物,污染糧食、肉、蛋、奶等產品,危害人類和動物的健康。嘔吐毒素是飼料中常見的霉菌毒素之一,最近的檢測發現,嘔吐毒素在飼料原料中的污染陽性率高達100 %,最高濃度10460 ppb;在禽料和豬料的陽性率高達100%,最高濃度4165 ppb。動物攝入嘔吐毒素污染的飼料后能夠引起嘔吐、拒食、腹瀉、生長受阻、免疫機能減退、繁殖功能障礙等癥狀,嚴重時造成動物死亡,進而影響畜牧業的發展。嘔吐毒素通常和其衍生化形態共同存在,其中3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(3-Acetyldeoxynivalenol,3-Ac-DON)就是一種嘔吐毒素的乙酰化衍生物,占嘔吐毒素含量的10-20%。研究表明,3-Ac-DON在谷物和谷物衍生物中的檢出率達到87%,最高含量超過500 ppb,威脅著人類和動物健康,然而其影響動物健康的作用機制研究較少。
在該研究中,作者發現3-Ac-DON暴露顯著誘導了小鼠肝臟氧化損傷,導致肝臟細胞凋亡、自噬和免疫細胞浸潤增加。進一步研究發現,自噬抑制劑氯喹和3-甲基腺嘌呤能夠部分緩解3-Ac-DON引起的細胞凋亡和肝損傷。而且,本研究還發現3-Ac-DON處理后,小鼠肝臟內質網超微結構發生改變,p-IRE1α、p-PERK及下游靶點蛋白表達量升高,提示著肝臟未折疊蛋白反應(UPR)的激活。重要的是,3-Ac-DON誘導的內質網應激、氧化損傷、細胞凋亡、免疫細胞浸潤和炎性細胞因子mRNA水平的升高被內質網應激抑制劑4-苯基丁酸(4-PBA)顯著消除,表明UPR信號在3-Ac-DON暴露導致的肝臟細胞損傷中起著關鍵作用。這項研究首次發現了3-Ac-DON暴露能夠誘導小鼠肝臟細胞凋亡和自噬,其中,誘導的細胞自噬是一種促凋亡反應。研究成果也揭示了恢復內質網功能可能是緩解3-Ac-DON對動物肝臟有害影響的一種預防策略。
我校動物科技學院武振龍教授為該論文通訊作者,動物科技學院2018級博士生賈海為論文第一作者。我校生物學院王超老師在動物實驗方面提供了大力支持,動物科技學院楊鷹副教授對論文給予了指導和幫助。該工作獲得了國家自然科學基金、“111計劃”學科創新引智基地、中國農業大學“2115人才培育發展支持工程”等項目的資助。
另外,武振龍教授課題組的劉寧博士還通過體外試驗探究了3-Ac-DON通過誘導溶酶體膜透化和自噬流阻斷介導巨噬細胞凋亡的機制,該成果于2020年發表在同一期刊《Environmental Pollution》,題為“3-Acetyldeoxynivalenol induces lysosomal membrane permeabilization-mediated apoptosis and inhibits autophagic flux in macrophages”。
文章鏈接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749121008204?via%3Dihu
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