《HO-1調控細胞自噬在DON致肝毒性中的作用》是依託華中科技大學，由楊巍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：HO-1調控細胞自噬在DON致肝毒性中的作用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊巍
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）又稱嘔吐毒素（Vomitoxin），能污染各類食品且進入體內後能廣泛地彌散至各器官，其中，肝臟是DON的主要解毒和毒性作用靶點，但其具體的肝毒性作用機制仍不十分明了。現有研究表明此毒素能夠通過氧化應激造成細胞毒性，但DON能否通過氧化應激激活JNK-TSC1/2-mTOR-P70S6K信號通路導致細胞毒性的研究目前尚未報導。同時，血紅素氧合酶-1（HO-1）能夠通過調控DNA修復和保護細胞自噬，達到增強細胞自身防禦機制，但在DON致肝毒性研究中也未見報導。本研究擬以HO-1的保護機製作為切入點，以JNK-TSC1/2-mTOR-P70S6K信號通路作為軸線，利用整體動物和體外細胞實驗模型，結合HO-1抑制劑/激動劑和細胞分子生物學方法研究HO-1調控細胞自噬在DON致肝毒性中的作用。本項目能為進一步闡明DON的毒性機制，為研發DON中毒的防治策略奠定理論基礎。
結題摘要
脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol, DON）是鐮刀菌產生的一種黴菌毒素, 主要污染穀類食物，比如玉米、大麥、小麥等。DON的化學性質十分穩定，具有較強的熱抵抗力和耐酸性，因此DON殘留問題仍得不到有效解決，而人類正處在一種低劑量DON慢性暴露的過程中。DON進入人體後主要由肝臟進行代謝，但長時間低劑量DON暴露會對肝臟造成的影響尚不清楚。 本研究用25 μg/kg bw劑量的DON（模擬人類日常暴露的劑量）持續灌胃雄性SPF級C57BL6/J小鼠30天或90天。灌胃結束後，取老鼠肝臟進行H&E染色，發現肝臟中心靜脈的周圍有炎性細胞的浸潤。相應地，血清ALT和三種炎性因子IL-6，IL-1β和TNF-α輕微但顯著地升高。透射電鏡觀察到，肝臟中有自噬體生成。而在特異性地使肝臟HO-1基因過表達後，DON導致的炎性浸潤減輕，血清ALT和炎性因子的水平也恢復到了正常，肝臟細胞中的自噬體進一步增多。而特異性地沉默肝臟HO-1基因後，DON導致了更大面積的炎性浸潤，血清ALT、炎性因子的水平進一步升高，肝臟細胞中幾乎觀察不到自噬體。綜上，HO-1可以緩解低劑量DON慢性暴露造成的肝臟損傷，並且該保護機制可能與自噬的調節有關。 為了研究HO-1通過調節自噬來緩解肝臟損傷的具體機制，我們用30 nM DON 干預Hepa 1-6細胞12小時，並在第1、3、6、9、12小時收取細胞。Western blot實驗發現，自噬相關蛋白Beclin-1, LC3B (Ⅱ/Ⅰ), ATG5, ATG12的表達在干預後1小時和3小時明顯升高，自噬底物蛋白p62明顯減少；而凋亡相關蛋白Cleaved Caspase-3和Cleaved Caspase-7的表達在6小時後顯著上升。HO-1過表達後，自噬持續時間延長，凋亡發生時間推後；而沉默HO-1基因後，我們發現自噬被抑制，凋亡發生時間提前。透射電鏡結果與蛋白表達趨勢一致。而細胞經CO預處理後，自噬在12小時內穩定增強，凋亡被抑制。綜上所述，長期低劑量的DON暴露會造成肝臟輕微的炎性損傷，而HO-1可以通過釋放的CO分子來增強細胞內自噬，抑制凋亡，從而減輕DON引起的肝臟損傷。該研究提示HO-1可以作為一個DON慢性暴露的潛在保護性靶點。
