霉菌毒素對多種細(xì)胞DNA損傷的研究進(jìn)展

張 煥王加啟高亞男鄭 楠?

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，長春 130022；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，農(nóng)業(yè)部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，北京 100193）

霉菌毒素對多種細(xì)胞DNA損傷的研究進(jìn)展

張 煥1，2王加啟1，3高亞男1，3鄭 楠1，3?

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，長春 130022；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，農(nóng)業(yè)部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，北京 100193）

霉菌毒素廣泛存在于飼料原料和人類食品中，會對動物和人類健康造成嚴(yán)重威脅，也會對經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生負(fù)面影響。霉菌毒素影響細(xì)胞的生長，通過增加細(xì)胞內(nèi)活性氧含量造成氧化應(yīng)激，對細(xì)胞DNA造成損傷。本文在國內(nèi)外已有研究的基礎(chǔ)上，對霉菌毒素對腸、肝、腎和神經(jīng)細(xì)胞DNA破壞作用進(jìn)行綜述。

霉菌毒素；DNA損傷；機(jī)理

動物飼料在生產(chǎn)和儲存過程中容易感染真菌，產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物霉菌毒素，主要有黃曲霉毒素B1（aflatoxin B1，AFB1）、赭曲霉毒素 A（ochratoxin A，OTA）、玉米 赤霉烯酮 （zearalenone，ZEA）、伏馬菌素B1（fumonisin B1，F(xiàn)B1）、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivaleno，DON）等。霉菌毒素會增加動物體重和相關(guān)臟器重量，引起胃腸功能紊亂、腹瀉、食欲減退和肝腫大，并影響鳥類腎臟功能，造成腎小管上皮細(xì)胞凋亡［1］。

腸道是霉菌毒素進(jìn)入機(jī)體的必經(jīng)途徑，在正常的結(jié)構(gòu)和功能條件下，腸道可形成物理屏障，抵御外來病原體和毒素的入侵［2］。作為抵御食品污染的第一道屏障，腸道上皮細(xì)胞對霉菌毒素具有高度敏感性［3］。霉菌毒素可導(dǎo)致動物腸道損傷，引發(fā)炎癥、潰瘍和出血癥狀，破壞腸道上皮細(xì)胞［4］。肝臟是機(jī)體最重要的解毒器官，霉菌毒素對肝細(xì)胞的破壞作用直接影響機(jī)體的毒素代謝能力，霉菌毒素經(jīng)采食攝入后，約有50%在十二指腸被吸收并主要分布在肝臟中。肝臟是機(jī)體的主要免疫器官、解毒器官和消化器官，一旦遭到損害，隨之引發(fā)一系列的病變，對動物健康和生產(chǎn)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致繁殖障礙，嚴(yán)重者甚至引起死亡［5］。在動物的尿液和糞便中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)多種霉菌毒素的初級代謝產(chǎn)物［6］，多數(shù)與葡萄糖醛酸相結(jié)合通過尿液排出體外，還有部分毒素未經(jīng)過代謝作用直接排出體外［7］，這部分未降解的霉菌毒素會對腎小管和腎細(xì)胞造成損傷，造成腎小管水腫和細(xì)胞空泡化，影響機(jī)體的腎臟功能。神經(jīng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)動物機(jī)體的不同部位間的傳遞訊號，協(xié)調(diào)各個組織和器官，建立和接受外來情報(bào)，神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷將影響全身整體功能的正常運(yùn)行［8］。霉菌毒素刺激神經(jīng)細(xì)胞，引起機(jī)體免疫應(yīng)答，產(chǎn)生自身免疫性疾病，引發(fā)過敏和炎癥性疼痛［9］。大量的研究已經(jīng)表明，霉菌毒素會影響細(xì)胞的生長，對細(xì)胞造成氧化應(yīng)激，從而引起DNA損傷，本文就霉菌毒素對腸、肝、腎和神經(jīng)細(xì)胞DNA的破壞作用進(jìn)行綜述，為今后研究霉菌毒素對動物影響開展更深入更全面的研究提供理論依據(jù)。

1 霉菌毒素對腸細(xì)胞DNA的損傷

國內(nèi)外較多文獻(xiàn)都集中研究霉菌毒素對腸道的黏膜屏障功能，包括機(jī)械屏障、化學(xué)屏障、免疫屏障和生物屏障［10］的影響。采用豬腸上皮細(xì)胞IPEC-J2［11］、結(jié)腸癌細(xì)胞Caco-2［3］和其分化衍生細(xì)胞系TC7細(xì)胞等作為體外模型，其中分化的細(xì)胞比未分化的細(xì)胞對霉菌毒素更加敏感［12］。IPECJ2細(xì)胞常用來研究霉菌毒素對細(xì)胞毒性及氧化損傷的影響［13］。Caco-2細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能類似于人的小腸上皮細(xì)胞，具有微絨毛等結(jié)構(gòu)，并含有與小腸刷狀緣上皮相關(guān)的酶系，具有相同的細(xì)胞極性和緊密連接，生長在多孔的可滲透聚碳酸酯膜上的細(xì)胞可融合并分化為腸上皮細(xì)胞，常用來研究霉菌毒素對腸道屏障（緊密連接蛋白）功能的影響［14］。

DNA損傷是致癌、致畸變的主要原因，Bony等［15］將DON同時作用于分化的和未分化的人結(jié)腸癌細(xì)胞Caco-2，彗星試驗(yàn)結(jié)果表明，DON以時間和劑量依賴方法延長彗星尾部長度，且分化的細(xì)胞比未分化的細(xì)胞對毒性作用更加敏感，分化的細(xì)胞更接近于人體真實(shí)情況，產(chǎn)生的信號因子較多，更適宜作為體外模型評估霉菌毒素的基因毒性?；钚匝醯漠a(chǎn)生可引起細(xì)胞DNA損傷，DNA損傷又可以間接地導(dǎo)致細(xì)胞活性氧的生成，二者互相影響，對細(xì)胞產(chǎn)生嚴(yán)重破壞作用。Taranu等［16］將 10 μmol/L ZEA處理的豬腸上皮細(xì)胞IPEC-1進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，在此濃度下，IPEC-1細(xì)胞的存活率不受影響，ZEA可以調(diào)節(jié)谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）基因（GPx6、GPx2、GPx1）的表達(dá)，促進(jìn)活性氧的產(chǎn)生。在不影響細(xì)胞存活率的條件下，霉菌毒素同樣會通過破壞DNA對細(xì)胞造成氧化損傷，氧化損傷是表象，DNA改變是內(nèi)在誘因。通過添加抗氧化劑能夠抑制霉菌毒素對細(xì)胞DNA的損傷。Abid-Essefi等［17］將ZEA作用于未分化的Caco-2細(xì)胞后，瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果顯示，ZEA以劑量依賴方式導(dǎo)致DNA斷裂，抑制DNA加合物的生成，產(chǎn)生梯狀DNA條帶，但加入維生素E后，在延長細(xì)胞周期的同時，減少了DNA片段的產(chǎn)生，對DNA損傷起到修復(fù)作用，維生素E利用其抗氧化性在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮修復(fù)DNA損傷的作用，這說明氧化物的產(chǎn)生與DNA損傷緊密相連。其他腸細(xì)胞如小豬腸上皮細(xì)胞IPEC-1也可以用來評價霉菌毒素對腸上皮細(xì)胞膜完整性的影響。例如，Pacheco等［18］研究發(fā)現(xiàn)，DON能降低IPEC-1細(xì)胞的跨內(nèi)皮細(xì)胞電阻（TEER）值和細(xì)胞活力，植酸可以作為損傷抑制劑減輕 DON對IPEC-1的破壞作用。

飼料原料大部分情況下是多種霉菌毒素混合污染，因此學(xué)者們研究了多種霉菌毒素的相互作用。Kouadio等［19］以未分化的人結(jié)腸癌細(xì)胞Caco-2為體外模型研究DON、ZEA和FB1的交互作用，當(dāng)DON和ZEA或FB12種霉菌毒素作用時丙二醛（malondialdehyde，MDA）產(chǎn)生量高于單獨(dú)添加或3種霉菌毒素同時作用時，3種霉菌毒素單獨(dú)作用時均能抑制DNA的合成，對DNA合成的抑制率分別為45%、70%和43%，2種霉菌毒素抑制作用更明顯，對 DNA合成的抑制率分別為62%、35%和65%，但3種霉菌毒素同時作用的抑制作用較弱，對DNA合成的抑制率僅為25%，由此猜想，加入第3種霉菌毒素后細(xì)胞產(chǎn)生的物質(zhì)能夠減弱前2種毒素的毒性作用，深入研究每種霉菌毒素的作用機(jī)理至關(guān)重要。

以上研究表明，單一或多種霉菌毒素的混合作用可以影響腸道功能，體內(nèi)、體外和離體試驗(yàn)結(jié)果相一致，可以用腸道細(xì)胞模型模擬腸道結(jié)構(gòu)，研究霉菌毒素的損傷機(jī)理，分化細(xì)胞更接近腸道真實(shí)環(huán)境，對霉菌毒素的敏感性更強(qiáng)。添加抗氧化劑能夠減弱霉菌毒素的破壞作用，控制氧化應(yīng)激作用，對保護(hù)細(xì)胞DNA的完整性至關(guān)重要。不同霉菌毒素對細(xì)胞的作用機(jī)制不同，細(xì)胞間的交互作用也不一定相同，研究同一種食物中可能存在的霉菌毒素的作用類型，對從作用途徑上消除霉菌毒素的傷害具有重要意義。

2 霉菌毒素對肝細(xì)胞DNA的損傷

Hep-G2細(xì)胞具有高度的形態(tài)分化功能，很多學(xué)者常用Hep-G2細(xì)胞作為模型模擬霉菌毒素對肝細(xì)胞的損傷作用，Hep-G2細(xì)胞及其衍生物也被用來作為一個外源性化學(xué)物質(zhì)的代謝和毒性研究的模型系統(tǒng)，用于細(xì)胞活性的檢測及抗遺傳毒性的檢測。 例如，Kang等［20］和 Gazzah等［21］利用Hep-G2細(xì)胞研究毒素對肝細(xì)胞的毒性作用，Sahu等［22］、Rumora等［23］利用Hep-G2細(xì)胞研究毒素對細(xì)胞的氧化損傷作用。其他如HepaRG細(xì)胞、成年雄性Wistar大鼠肝細(xì)胞也可用來研究霉菌毒素對肝細(xì)胞的DNA損傷情況。

霉菌毒素同樣可使肝細(xì)胞的DNA鏈斷裂。Sahu等［24］研究證明，高濃度（2 μg/mL）DON破壞大鼠肝細(xì)胞線粒體功能，使DNA雙鏈發(fā)生斷裂，引起DNA損傷。彗星拖尾時間和長度反映DNA損傷的程度，Le Hégarat等［25］研究了致癌活性物質(zhì)對HepaRG細(xì)胞DNA損傷的影響，通過彗星試驗(yàn)以彗星尾部長度判斷DNA損傷情況，其中AFB1能夠延長彗星尾部長度，結(jié)果具有劑量依賴性和顯著性。細(xì)胞DNA損傷通常伴隨著細(xì)胞凋亡，F(xiàn)B1的肝毒和致癌性的動物試驗(yàn)證明，F(xiàn)B1以劑量和時間依賴方式引起成年雄性Wistar大鼠肝細(xì)胞凋亡和脂質(zhì)過氧化，彗星試驗(yàn)結(jié)果表明，單劑量口服5 μg/kg FB1的大鼠24 h后并沒有引起細(xì)胞DNA損傷，但高劑量（500 μg/kg）FB1顯著延長彗星試驗(yàn)的尾部，由此推測，誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡不是由DNA損傷引起的，低劑量的FB1不會影響細(xì)胞有絲分裂過程中DNA復(fù)制［26］。

凋亡蛋白半胱天冬酶（caspase）-3/7的表達(dá)是細(xì)胞發(fā)生凋亡的標(biāo)志，用于研究凋亡與DNA損傷之間的聯(lián)系具有代表意義。Ayed-Boussema等［27］研究證明，ZEA以劑量依賴方式抑制Hep-G2細(xì)胞增殖，在高濃度（120 μg/mL）時，55%死亡細(xì)胞中壞死細(xì)胞占6%，ZEA改變細(xì)胞線粒體膜電位，基因芯片分析結(jié)果表明，ZEA通過毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)突變基因（ATM）通路上調(diào)p53基因家族，增加 caspase-9和 caspase-3蛋白的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。然而，Takakura等［28］對DON進(jìn)行體外遺傳毒性試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，使用系列濃度梯度DON作用HepaRG細(xì)胞24 h后，與對照組相比，DON組能夠促進(jìn)caspase-3/7蛋白的表達(dá)，引起細(xì)胞凋亡，但并沒有延長細(xì)胞DNA彗星尾部長度，沒有誘導(dǎo)DNA損傷，作者猜想，DON可能并沒有體外遺傳毒性。

以上研究表明，Hep-G2細(xì)胞可作為體外模型評價霉菌毒素對肝細(xì)胞增殖、凋亡和DNA損傷情況，同時其他如Wistar大鼠肝細(xì)胞和HepaRG細(xì)胞等也可以用來評價霉菌毒素對肝細(xì)胞的DNA損傷及其作用機(jī)理，但抑制肝細(xì)胞增殖作用機(jī)理不一致，凋亡是其中一種形式，研究細(xì)胞凋亡作為霉菌毒素對細(xì)胞的生長抑制作用更具有代表性。霉菌毒素在短時間內(nèi)會產(chǎn)生肝細(xì)胞毒性，可促進(jìn)細(xì)胞凋亡和凋亡蛋白的表達(dá)，但DNA損傷無法被檢測到，因此霉菌毒素對肝細(xì)胞的凋亡與DNA損傷是否有必然聯(lián)系需要通過延長作用時間和提高作用濃度來進(jìn)一步研究。

3 霉菌毒素對腎細(xì)胞DNA的損傷

霉菌毒素對動物腎臟的損傷主要表現(xiàn)為損害動物的腎小管和腎小球［29-30］。研究者主要選擇非洲綠猴腎上皮細(xì)胞 Vero和人類胚胎腎細(xì)胞HEK293作為體外模型研究霉菌毒素對腎細(xì)胞的破壞作用［31］。其他如腎小管上皮細(xì)胞HK-2、雄性大鼠腎細(xì)胞NRK和人類原代細(xì)胞也可用來研究霉菌毒素對腎細(xì)胞DNA的損傷情況。

霉菌毒素可改變細(xì)胞活性氧的水平造成細(xì)胞氧化應(yīng)激，并伴隨DNA片段的改變。MDA是膜脂過氧化最重要的產(chǎn)物之一，細(xì)胞在逆境下遭受傷害與活性氧積累誘發(fā)的膜脂過氧化作用密切相關(guān)；T-2毒素是單端孢霉烯族化合物之一，可引起白細(xì)胞缺乏癥。Bouaziz等［32］發(fā)現(xiàn) T-2毒素處理Vero細(xì)胞后，以劑量依賴方式降低Vero細(xì)胞活力，增加MDA的釋放量，造成氧化損傷；瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果表明，DNA鏈發(fā)生斷裂，DNA碎片數(shù)量增加，引起Vero細(xì)胞DNA損傷；并且，T-2毒素能夠激活caspase-3蛋白，隨著濃度增加，caspase-3蛋白生成量增加，引起細(xì)胞凋亡。OTA靶器官是腎臟，可以引起地方性腎病，Arbillaga等［33］驗(yàn)證了OTA對HK-2細(xì)胞DNA的損傷，彗星試驗(yàn)結(jié)果顯示，OTA不會引起單鏈DNA斷裂導(dǎo)致的DNA損傷，但加入半胱氨酸時能夠抑制OTA對細(xì)胞氧化物的生成，在腎細(xì)胞中不能觀察出OTA造成DNA損傷。 同時，Lebrun等［34］通過彗星試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，OTA可以延長Madin Darby犬腎細(xì)胞MDCK彗星尾部長度，引起MDCK細(xì)胞DNA損傷，添加甲氨喋呤能夠?qū)TA的毒性起到抑制作用。霉菌毒素通過誘導(dǎo)氧化物的產(chǎn)生對腎細(xì)胞DNA產(chǎn)生損傷，通過添加氨基酸類和嘌呤嘧啶類藥影響細(xì)胞毒性作用具有創(chuàng)新意義，具體作用機(jī)制需要從分子水平上進(jìn)一步研究。

霉菌毒素可通過改變細(xì)胞內(nèi)酶和蛋白質(zhì)的表達(dá)間接的改變細(xì)胞DNA水平。p38激酶和促分裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK）調(diào)節(jié)細(xì)胞周期和影響蛋白質(zhì)表達(dá)的重要通路，曲霉菌產(chǎn)生的棒曲霉素（patulin，PAT）對HEK293細(xì)胞活力和DNA損傷并不產(chǎn)生影響，但可以時間和劑量方式通過促進(jìn)p38激酶而不是MAPK的表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡［35］。Cavin等［36］將OTA作用于雄性大鼠腎細(xì)胞NRK中，能夠介導(dǎo)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）的生成，硝基酪氨酸殘基含量明顯增加，引起亞硝化應(yīng)激反應(yīng)，增加細(xì)胞DNA堿基位點(diǎn)水平，加入iNOS抑制劑后，并沒有削弱DNA堿基位點(diǎn)水平的增加，這一發(fā)現(xiàn)能夠說明OTA誘導(dǎo)的氧化損傷是引起DNA損傷的重要原因，可為研究OTA的致癌機(jī)制提供依據(jù)。

DNA含量的改變可影響細(xì)胞有絲分裂過程。Weidner等［37］研究表明，低濃度（0.1 μg/mL）T-2毒素沒有改變?nèi)祟愒I細(xì)胞G1期DNA含量，不能引起細(xì)胞凋亡；高濃度（1和10 μg/mL）T-2毒素處理人類原代腎細(xì)胞24 h后，G1期DNA含量也未發(fā)生變化，但48 h后G1期DNA含量顯著增高，細(xì)胞周期停滯在G1/M時期，細(xì)胞發(fā)生壞死。同時，Chang等［38］研究發(fā)現(xiàn)，具有腎毒性的桔霉素（citrinin，CTN）作用于人類胚胎腎細(xì)胞HEK293，以劑量依賴性方式使細(xì)胞周期停滯在G2/M期，與對照組相比，染色體數(shù)目變化高于對照組4.3倍，體內(nèi)體外試驗(yàn)表明，CTN以劑量依賴方式抑制微管蛋白聚合，由此說明，CTN誘導(dǎo)染色體畸變使細(xì)胞停滯在G2/M期與抑制微管蛋白聚合和紡錘體的形成相關(guān)。因此，霉菌毒素通過改變細(xì)胞DNA含量，影響細(xì)胞有絲分裂過程，降低細(xì)胞活力。

以上研究結(jié)果表明，研究霉菌毒素對腎細(xì)胞的影響選擇的腎細(xì)胞種類較多，但HEK293細(xì)胞既能研究蛋白質(zhì)表達(dá)也能作為DNA損傷的研究模型，霉菌毒素可能通過改變腎細(xì)胞活性氧的表達(dá)水平，激活或抑制DNA合成相關(guān)酶和蛋白質(zhì)的表達(dá)，從而改變細(xì)胞DNA的水平，使染色體發(fā)生異常，最終使細(xì)胞有絲分裂周期停滯，影響細(xì)胞的生長繁殖。但不同劑量霉菌毒素對腎細(xì)胞存活率的影響不同，由此猜想，影響細(xì)胞凋亡是霉菌毒素發(fā)揮毒性的途徑之一，不同劑量的霉菌毒素影響腎細(xì)胞存活率有不同的作用機(jī)制，多種霉菌毒素是否具有相同的作用機(jī)制，需要進(jìn)一步研究。

4 霉菌毒素對神經(jīng)細(xì)胞DNA的損傷

霉菌毒素影響大腦的發(fā)育［39］和神經(jīng)細(xì)胞的生長［40］，其作用機(jī)制尚不清楚，但其作用很可能與氧化應(yīng)激、DNA損傷和線粒體功能障礙密切相關(guān)。氧化應(yīng)激可導(dǎo)致線粒體功能障礙和DNA損傷，DNA損傷被認(rèn)為是損害大腦區(qū)域的主要因素［41］，霉菌毒素侵入大腦時使大腦海馬區(qū)受損，引起記憶和學(xué)習(xí)障礙。很多學(xué)者均通過比較膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞對霉菌毒素的敏感程度來檢測霉菌毒素對神經(jīng)細(xì)胞的破壞作用［42-43］，但沒有固定細(xì)胞作為研究霉菌毒素神經(jīng)毒性的體外細(xì)胞模型。

神經(jīng)細(xì)胞遍及全身，與其他細(xì)胞相比，受到損害的幾率更大，引起的疾病類型不相同，其中OTA可造成海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞損傷，導(dǎo)致抑郁、記憶障礙等神經(jīng)系統(tǒng)疾病，Sava等［40］發(fā)現(xiàn)OTA作用于小鼠海馬區(qū)神經(jīng)干細(xì)胞以劑量（0.01～100.00 μg/mL）和時間（6～72 h）依賴方式抑制細(xì)胞增殖和分化，增加超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的釋放量，引起細(xì)胞氧化應(yīng)激，進(jìn)而影響DNA片段的斷裂，分化的神經(jīng)細(xì)胞比未分化的神經(jīng)細(xì)胞對毒素具有更強(qiáng)的敏感性，添加苯甲酸鈉馬來酸二乙酯能夠緩解OTA對細(xì)胞DNA造成的損傷。

霉菌毒素作用于神經(jīng)細(xì)胞時，同樣可以造成神經(jīng)細(xì)胞DNA損傷，并且促進(jìn)凋亡發(fā)生和凋亡蛋白的表達(dá)。葡萄穗霉毒素G（satratoxin G，SG）是由葡萄穗霉產(chǎn)生的一種大環(huán)單端孢霉菌毒素，常存在于潮濕環(huán)境中，具有致病作用，Islam 等［44］以鼠嗜鉻細(xì)胞瘤PC-12細(xì)胞為模型研究，研究SG誘導(dǎo)神經(jīng)元細(xì)胞死亡的作用機(jī)制，瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果顯示，10 ng/mL SG作用于PC-12細(xì)胞48 h誘導(dǎo)DNA片段碎裂，p53蛋白、雙鏈RNA-激活的蛋白激酶（PKR）、caspase凋亡蛋白基因的mRNA表達(dá)量隨著SG作用時間的延長顯著升高，此結(jié)果顯示，SG通過激活PKR細(xì)胞通路相關(guān)基因的表達(dá)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，同時SG能夠誘導(dǎo)分化的PC-12細(xì)胞caspase凋亡蛋白的表達(dá)，但不會引起細(xì)胞凋亡，產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能與作用劑量和作用時間相關(guān)。FB1由鐮刀菌代謝產(chǎn)生，在潮濕的環(huán)境容易感染玉米等糧食作物，Stockmann-Juvala等［42］研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)B1作用于人神經(jīng)上皮瘤細(xì)胞 SHSY5Y、小鼠下丘腦細(xì)胞GT1-7和大鼠膠質(zhì)母細(xì)胞瘤C6、人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤U-118MG這4種不同的細(xì)胞后，以時間和劑量依賴方式促進(jìn)凋亡蛋白caspase-3的產(chǎn)生，并促進(jìn)DNA片段的生成以及p53和Bcl-2家族蛋白的表達(dá)，其中FB1作用SHSY5Y細(xì)胞48～144 h時caspase-3表達(dá)量顯著升高，此結(jié)果顯示FB1通過改變DNA片段、p53和Bcl-2家族蛋白表達(dá)以及凋亡蛋白caspase-3的表達(dá)，引起細(xì)胞凋亡，不同細(xì)胞對 FB1的敏感性不同，依次為：U-118MG細(xì)胞＞GT1-7細(xì)胞＞C6細(xì)胞＞SH-SY5Y細(xì)胞，此結(jié)果顯示膠質(zhì)細(xì)胞比神經(jīng)細(xì)胞對FB1更敏感。

以上研究表明，低劑量短時間作用條件下，霉菌毒素并不能誘導(dǎo)DNA損傷，需要延長作用時間才能顯示基因毒性，證明機(jī)體在短時間內(nèi)具有一定的抵御能力。在高濃度下霉菌毒素通過哪種方式使DNA雙鏈發(fā)生斷裂，是否與有絲分裂過程相關(guān)，還需要進(jìn)一步研究。在細(xì)胞中加入抗氧化劑不僅能減輕霉菌毒素對細(xì)胞的氧化損傷，同時還可以抑制DNA損傷，由此可見霉菌毒素對細(xì)胞的氧化損傷和DNA損傷是緊密相連的，可應(yīng)用分子生物學(xué)等方法，將轉(zhuǎn)錄組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步闡述霉菌毒素的作用機(jī)理，也可以選擇適當(dāng)?shù)慕舛緞瑥谋举|(zhì)上解決霉菌毒素的危害。

5 小 結(jié)

霉菌毒素具有肝毒性、腎毒性、腸道毒性和神經(jīng)毒性，采食被霉菌毒素混合污染的谷物后，在動物體內(nèi)必然引起極為復(fù)雜多樣的臨床表現(xiàn)。腸道、腎臟和肝臟是機(jī)體吸收代謝途徑，是霉菌毒素必經(jīng)路線，而神經(jīng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)機(jī)體各器官的協(xié)調(diào)作用，存在機(jī)體各部位，隨時暴露在霉菌毒素的破壞下。目前，有關(guān)霉菌毒素對肝臟和腎臟影響的研究較多，對腸道和神經(jīng)影響的研究較少，且有關(guān)霉菌毒素介導(dǎo)的損傷作用機(jī)制如蛋白質(zhì)的表達(dá)調(diào)控機(jī)制研究甚少，在今后的研究中，我們可以結(jié)合分子生物學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等技術(shù)方法，從分子水平上探究霉菌毒素的損傷機(jī)理。為保護(hù)動物和人體健康，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)注意控制霉菌毒素的產(chǎn)生，做好防霉和脫毒工作。在不損害食品營養(yǎng)價值的前提下，開發(fā)一種安全、適宜的脫毒技術(shù)至關(guān)重要，現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及其在飼料行業(yè)中的應(yīng)用和科研工作者的不懈努力，必將找到一種安全、高效、環(huán)保的霉菌毒素降解方法，給飼料工業(yè)和畜牧業(yè)帶來價值和效益。

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Research Progress of Mycotoxins on DNA Damage of Different Cells

ZHANG Huan1，2WANG Jiaqi1，3GAO Yanan1，3ZHENG Nan1，3?
（1.State Key Laboratory of Animal Nutrition，Institute of Animal Science，Chinese Academy of Agriculture Sciences，Beijing100193，China；2.College of Food Science and Engineering，Jilin University，Changchun130022，China；3.Ministry of Agricultural Milk and Dairy Inspection and Supervision Center，Institute of Animal Science，Chinese Academy of Agriculture Sciences，Beijing100193，China）

Mycotoxins widely exist in feed ingredients and human food，causing serious economic losses and posing a serious threat to animals or human health.Mycotoxins can affect cells growth，and result in oxidative stress through increase the generation of intracellular reactive oxygen species（ROS），causing DNA damage.Hence，this review summarized the effects of mycotoxins on DNA damage of intestinal，liver，kidney and nerve cells.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2017，29（2）：403-409］

mycotoxins；DNA damage；mechanism

S859.8

A

1006-267X（2017）02-0403-07

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.02.006

2016-07-29

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31501399）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金（nycytx-04-01）；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（ASTIP-IAS12）

張 煥（1992—），女，吉林白山人，碩士研究生，研究方向?yàn)榕Ｄ藤|(zhì)量與安全。E-mail：735355610＠qq.com

?通信作者：鄭 楠，副研究員，E-mail：jiaqiwang＠vip.163.com

?Corresponding author，associate professor，E-mail：jiaqiwang＠vip.163.com （責(zé)任編輯 菅景穎）