张大妈

【中科院1区11.3】代谢+转录组|扬大包文斌&王海飞教授团队揭示萝卜硫素激活溶酶体酸化自噬对抗DON肠毒的机制

源自公众号:生物分析资讯

02-01 18:47

针对广泛污染粮食的霉菌毒素DON,研究揭示了天然成分萝卜硫素(SFN)的全新解毒机制。该研究通过多模型验证,阐明了SFN如何精准靶向溶酶体功能,激活细胞自噬,从而有效修复肠道损伤,为食品安全干预提供了新视角。

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  • 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)是污染广泛的霉菌毒素,可导致肠道氧化损伤。

  • 萝卜硫素(SFN)被证实能有效缓解DON诱导的细胞毒性。

  • SFN通过直接结合ATP6AP1蛋白,增强溶酶体酸化水平。

  • 激活的自噬流能够清除受损线粒体,显著降低细胞内氧化应激(ROS)。

  • 补充外源ATP可与SFN产生协同作用,进一步增强其保护效果。

  • 该结论在猪肠细胞、小鼠及肠道类器官多模型中得到验证。

【中科院1区11.3】代谢+转录组|扬大包文斌&王海飞教授团队揭示萝卜硫素激活溶酶体酸化自噬对抗DON肠毒的机制精华内容

萝卜硫素(SFN)的解毒潜力巨大,但其具体作用机制一直有待探索。本研究不仅证实了其有效性,更从分子层面揭示了其如何通过精准调控细胞“回收站”溶酶体来清除毒素,为理解天然化合物的防护机制提供了关键证据。

DON毒性挑战

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)是全球范围内污染粮食的主要霉菌毒素之一,常见于小麦、玉米等作物。它能够进入生物体后引发严重的肠道损伤、氧化应激和细胞凋亡,目前尚缺乏高效安全的解毒方法,对食品安全构成重大威胁。寻找天然、有效的干预成分成为研究热点。

溶酶体酸化关键

研究发现,萝卜硫素(SFN)的保护作用核心在于激活溶酶体功能。通过分子对接和CETSA等技术证实,SFN能够直接结合溶酶体质子泵V-ATPase的辅助亚基ATP6AP1。这种结合显著增强了质子泵的活性,导致溶酶体内部酸化程度提高,为后续的自噬过程创造了必要条件。

能量协同效应

研究进一步发现,SFN激活溶酶体酸化的过程会消耗大量ATP,导致细胞内能量水平下降。有趣的是,当外源性补充10 μM的ATP时,SFN的溶酶体酸化和细胞保护效果被进一步放大,能够使ROS水平和细胞凋亡率加倍降低。这揭示了“能量-酸化-自噬”的因果链条,为营养与药物协同解毒提供了新思路。

跨模型验证

为确保结论的可靠性,研究采用了多种模型进行验证。在小鼠体内实验中,10 mg/kg的SFN处理成功恢复了因DON受损的肠道绒毛高度与隐窝深度,并提升了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活性。在猪肠上皮细胞和3D类器官模型中,SFN同样有效降低了ROS积累,恢复了线粒体膜电位,减少了细胞凋亡。

该研究系统性地阐明了萝卜硫素通过溶酶体-自噬途径对抗霉菌毒素的分子机制,为开发天然、安全的食品脱毒策略提供了坚实的理论依据。未来,这种能量协同的解毒思路能否应用于其他环境毒素,值得进一步探索。

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