巨噬细胞AHR/TLR/STAT3信号轴在黄曲霉毒素B1诱发小鼠结肠炎中的作用机制研究

【作者】 张砾文； 周骏； 赵秀兰；

【机构】 山东大学公共卫生学院；

【摘要】 研究目的黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)是最常见、毒性最大的一种真菌毒素,广泛存在于谷物及其食品制品中。由于其高度的化学和热稳定性,即使食品加工后也很难完全消除,是动物及人类健康潜在的危险因素。AFB1具有致癌性、致突变性、致畸性和免疫抑制作用,对肝脏、肾脏、神经系统均具有毒性作用。近年来的研究显示低剂量AFB1亚急性暴露与肠道炎性损伤相关,但其机制尚不明确。新近研究表明,AFB1是芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AHR)的配体,其结合活性得到了鉴定和确认。因此,我们推测AHR可能参与介导了AFB1对肠道的炎性损伤效应。采用体外实验进一步探索了AFB1通过影响巨噬细胞功能损伤肠上皮细胞的潜在机制,并经多组学技术联合应用分析了AFB1诱导的巨噬细胞AHR/TLR/STAT3相关信号轴改变与小鼠结肠炎间的相关性,以有助于AFB1及其它环境污染物致结肠炎的有效防治。实验方法体内实验中,BALB/c雄性小鼠经口染毒AFB1 30 d,通过血常规及血清炎性脂质组学检测评价体内炎性状态,结肠组织切片病理形态学观察评估AFB1对小鼠结肠的损伤。体外实验中,将人单核细胞白血病(THP-1)细胞首先诱导分化为巨噬细胞(M0)后给予AFB1暴露,采用Transwell与人结直肠腺癌(Caco-2)细胞进行共培养,观察AFB1经巨噬细胞介导对肠道上皮细胞的损伤作用;探究AHR/TLR/STAT信号轴在AFB1诱导结肠损伤中的机制作用。实验结果体内实验结果表明,AFB1经口暴露小鼠导致小鼠肠道长度缩短、结肠隐窝模糊甚至消失、杯状细胞黏蛋白分泌增多、上皮细胞损伤,伴有明显的炎性细胞浸润;小鼠结肠组织中活性氧及一氧化氮呈现剂量依赖性升高;免疫荧光染色可见明显的髓系免疫细胞聚集和浸润。体外实验结果表明,将THP-1诱导分化的M0型巨噬细胞经AFB1暴露后与Caco-2细胞共培养,采用7-AAD/AnnexinⅤ染色经流式细胞术检测显示AFB1引起Caco-2细胞死亡增加,同时升高培养基中肿瘤坏死因子及白介素-6水平。转录组测序及蛋白质组学分析显示,巨噬细胞暴露于AFB1后,炎性通路相关mRNA及蛋白发生明显改变;Western blot检测进一步证实AFB1暴露诱导巨噬细胞炎症相关功能蛋白表达呈现显著上升趋势,AHR及AHR/TLR/STAT3信号轴关键蛋白变化显著。结论 AFB1亚急性暴露导致BALB/c小鼠结肠炎,表现为小鼠肠道长度缩短、结肠隐窝模糊、杯状细胞和上皮细胞受损,伴随明显的炎性细胞浸润。同时AFB1可通过AHR/TLR/STAT信号轴,使其处于炎性状态,导致肠道上皮损伤。更多还原