玉米赤霉烯酮诱导小鼠肝脏铁死亡的机制研究

【作者】 宝力格； 黄永泽； 王坤； 李继昌；

【机构】 东北农业大学动物医学学院；

【摘要】 引言/目的玉米赤霉烯酮（Zearalenone,ZEA）,又称为F-2毒素,它是饲料中常见的三大霉菌毒素之一,在所有的饲料样品中检出率高达45%^[1]。2012年,Dixon发现并报道了铁死亡,其成为了一种新型细胞死亡方式。铁死亡是一种Fe²⁺依赖性细胞死亡,主要表现为细胞内的Fe²⁺积累、脂质过氧化及线粒体损伤^[2]。目前对ZEA的研究主要在生殖毒性方面,但对肝损伤研究仍不够充分,故本研究旨在探究ZEA是否会引起肝脏铁死亡及相关信号通路的变化,为深入探索ZEA对肝脏致病机理和铁死亡之间的关系提供理论基础。材料与方法将75只Balb/C小鼠随机分为空白对照组和溶剂对照组（Con和Vcon）以及低、中、高三个剂量的ZEA攻毒组,ZEA攻毒剂量分别为20、40、80 mg/kg/d （ZEA20、ZEA40、ZEA80）,ZEA灌胃攻毒30天后分离肝脏组织,通过石蜡切片染色观察组织病理学变化,采用生化试剂盒检测肝脏组织CAT,SOD及MDA,利用Western Blot法检测铁死亡关键蛋白表达量（GPX4,Fth1和Slc7a11）。结果与讨论HE结果显示,与对照组（Con及Vcon）比较,ZEA攻毒组出现明显的肝损伤,伴有脂肪变性,可见脂滴及肝细胞空泡。生化结果显示,与Vcon组比较,ZEA80攻毒组CAT及SOD均显著下降（p<0.05）,三个攻毒组的MDA极显著增高（p<0.01）。Western Blot结果显示,与Vcon组比较,ZEA40和ZEA80攻毒组小鼠肝脏中的Fth1及GPX4的蛋白表达量均显著/极显著下降（p<0.05,p<0.01）,三个攻毒组的Slc7a11的蛋白表达量均极显著下降（p<0.01）。综上所述,ZEA可导致Balb/C小鼠肝损伤并发生铁死亡。一方面,Slc7a11和Slc3a2组合形成了胱氨酸/谷氨酸反向转运体（System Xc-）。Slc7a11的表达减少抑制了Xc^-系统对胱氨酸的吸收,继而导致了GPX4活性的降低。GPX4作为Xc^-系统中介导脂质过氧化的酶,在信号通路中起到关键抗氧化调节作用。而另一方面,Fth1是重要的储铁蛋白,通过储存细胞中多余的游离铁离子,维持细胞内外铁离子稳态。故此,ZEA攻毒后GPX4、Fth1和Slc7a11的蛋白表达均显著下调,从而证实ZEA可以通过拮抗Xc^-系统及储铁蛋白从而诱导肝脏发生铁死亡。更多还原