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01揚(yáng)州大學(xué)包文斌教授團(tuán)隊(duì)在《International Journal of Biological Macromolecules》雜志上發(fā)表了關(guān)于嘔吐毒素腸道毒性研究的新進(jìn)展。

02該研究揭示了DNA連接酶Ⅲ在脫氧雪腐鐮刀烯醇(DON)誘導(dǎo)豬腸道細(xì)胞損傷過(guò)程中的重要調(diào)控作用。

03研究發(fā)現(xiàn)，DON暴露引起豬腸道細(xì)胞嚴(yán)重的DNA損傷，表現(xiàn)為細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激和凋亡水平顯著升高。

04通過(guò)檢測(cè)不同DNA損傷修復(fù)途徑關(guān)鍵基因的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)同源重組修復(fù)、堿基切除修復(fù)等途徑中關(guān)鍵基因表達(dá)均受到DON毒性的影響。

05該研究為全面預(yù)防和控制DON污染以及治療藥物研發(fā)提供了新見(jiàn)解。

以上內(nèi)容由騰訊混元大模型生成，僅供參考

近日，江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（生豬）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系良種繁育崗位專(zhuān)家、揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院包文斌教授團(tuán)隊(duì)在《International Journal of Biological Macromolecules》雜志上在線發(fā)表了題為“DNA ligase III mediates deoxynivalenol exposure-induced DNA damage in intestinal epithelial cells by regulating oxidative stress and interaction with PCNA”的研究論文。

該研究揭示了DNA連接酶Ⅲ在脫氧雪腐鐮刀烯醇（Deoxynivalenol，DON，嘔吐毒素）誘導(dǎo)豬腸道細(xì)胞損傷過(guò)程中起到重要調(diào)控作用，為嘔吐毒素的生物防控策略和治療藥物研發(fā)提供新的見(jiàn)解。

脫氧雪腐鐮刀烯醇（DON，嘔吐毒素）是鐮刀菌屬產(chǎn)生的有毒次級(jí)代謝物。目前，飼料原料和飼料中DON污染廣泛存在，自然發(fā)生，并難以控制，嚴(yán)重威脅畜禽健康養(yǎng)殖和人類(lèi)健康，已成為世界性公共安全問(wèn)題。DON是一種食源性環(huán)境毒素，豬對(duì)DON非常敏感且腸道是其首要靶器官，可引發(fā)腸道細(xì)胞損傷和免疫系統(tǒng)紊亂。

雖然，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域已經(jīng)在上游和前端（飼料源頭以至生產(chǎn)各環(huán)節(jié)）開(kāi)展了卓有成效的消除和降解工作，但是霉菌毒素污染率高、檢測(cè)成本高、鑒別診斷困難依然是飼料霉菌毒素防控領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)，當(dāng)前還難以杜絕畜禽通過(guò)飼料攝入霉菌毒素以及低劑量霉菌毒素在體內(nèi)富集的風(fēng)險(xiǎn)。探尋霉菌毒素新的防控方法和策略已經(jīng)成為畜禽健康養(yǎng)殖和人類(lèi)食品安全的迫切需要。因此深入探究DON誘導(dǎo)腸道損傷的遺傳基礎(chǔ)和調(diào)控機(jī)制，探尋機(jī)體抗DON毒性的分子標(biāo)記具有重要意義。

在本研究中，該團(tuán)隊(duì)建立了DON誘導(dǎo)豬小腸上皮細(xì)胞（IPEC-J2）損傷模型，發(fā)現(xiàn)DON暴露引起豬腸道細(xì)胞嚴(yán)重的DNA損傷，表現(xiàn)為細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激和凋亡水平顯著升高，并伴隨DNA損傷關(guān)鍵標(biāo)志物γ-H2AX和8-OHdG升高，呈現(xiàn)嚴(yán)重的DNA碎片化與拖尾現(xiàn)象。此外，通過(guò)檢測(cè)不同DNA損傷修復(fù)途徑關(guān)鍵基因的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)同源重組修復(fù)、堿基切除修復(fù)、經(jīng)典非同源末端連接和替代非同源末端連接途徑中關(guān)鍵基因表達(dá)均受到DON毒性的影響，尤其是在DON暴露后LIG3的表達(dá)顯著降低，并呈劑量依賴性效應(yīng)。

為進(jìn)一步探究LIG3在DON誘導(dǎo)豬腸道細(xì)胞損傷中的功能，研究人員通過(guò)LIG3敲低，過(guò)表達(dá)及常規(guī)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)LIG3表達(dá)降低會(huì)加劇DON誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性和遺傳毒性，降低細(xì)胞活力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯，激活炎癥反應(yīng)和MAPK信號(hào)通路；而過(guò)表達(dá)LIG3之后則有效逆轉(zhuǎn)DON誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性和遺傳毒性。此外，該研究利用LC-MS/MS和CoIP等技術(shù)篩選并驗(yàn)證LIG3可以與PCNA相互作用，并通過(guò)形成蛋白復(fù)合體在抵御DON誘導(dǎo)腸道細(xì)胞損傷中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

LIG3調(diào)控DON誘導(dǎo)豬腸道細(xì)胞損傷修復(fù)的分子機(jī)制示意圖

綜上所述，該研究從DON誘導(dǎo)豬腸道細(xì)胞DNA損傷層面揭示了DON污染對(duì)豬腸道細(xì)胞毒性的分子調(diào)控機(jī)制，明確了DNA損傷修復(fù)關(guān)鍵基因LIG3在DON誘導(dǎo)豬腸道細(xì)胞損傷過(guò)程中的關(guān)鍵調(diào)控作用。該研究不僅豐富了DON誘導(dǎo)腸道損傷的遺傳基礎(chǔ)和調(diào)控機(jī)制，確定了DON抗性的潛在重要分子標(biāo)記物及功能基因，同時(shí)為全面預(yù)防和控制DON污染以及治療藥物研發(fā)提供了新見(jiàn)解。

*揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院碩士研究生朱霄陽(yáng)為論文第一作者，江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院吳嘉韻博士為論文共同第一作者，揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院包文斌教授團(tuán)隊(duì)講師范海瑞為論文通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（No.32372837）項(xiàng)目的資助。

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