脫氧雪腐鐮刀菌烯醇致動(dòng)物厭食和嘔吐機(jī)制的探討

白永松 馬愷笛 孟慶維 單安山

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，哈爾濱150030)

霉菌毒素是由霉菌產(chǎn)生的有毒次級(jí)代謝產(chǎn)物，廣泛存在于飼料原料和人類食品中，嚴(yán)重威脅著動(dòng)物健康和人類食品安全。霉菌毒素污染是世界上多個(gè)國(guó)家都面臨的重大問(wèn)題，全球每年有很多食品或飼料受到不同程度的霉菌毒素污染[1]。在中國(guó)，霉菌毒素污染的形勢(shì)也尤為嚴(yán)峻。Yang等[2]發(fā)布的最新報(bào)道顯示，中國(guó)的玉米和玉米制品中霉菌毒素的檢出率較高，并且檢出率排在前3位的霉菌毒素分別是脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)、黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1，AFB1)和玉米赤霉烯酮(zearalenone，ZEN)。DON是眾多霉菌毒素中污染范圍最廣、檢出頻率最高的一種霉菌毒素，因此，DON污染是一個(gè)重大的全球性食品安全問(wèn)題。

DON是由禾谷鐮刀菌(F.graminearum)和黃色鐮刀菌(F.culmorum)等產(chǎn)生的一種具有毒害作用的真菌毒素，其廣泛存在于小麥、大麥、燕麥、玉米等谷物中，嚴(yán)重威脅著食品和飼料安全。DON對(duì)人和動(dòng)物有很強(qiáng)的毒性，急性中毒能引起嘔吐，而長(zhǎng)期接觸低濃度DON可引起厭食、體重下降、腹瀉、腸黏膜損壞以及免疫系統(tǒng)損傷[3-4]。DON攝入能夠使動(dòng)物產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致DNA損傷和細(xì)胞凋亡[5]。DON還能夠改變神經(jīng)內(nèi)分泌信號(hào)傳導(dǎo)、誘導(dǎo)促炎基因表達(dá)、破壞生長(zhǎng)激素軸和改變腸道的完整性[4]。此外，動(dòng)物的食欲中樞也是DON致機(jī)體損傷的重要靶點(diǎn)，它可造成動(dòng)物采食量下降，產(chǎn)生厭食或嘔吐反應(yīng)。厭食和嘔吐反應(yīng)是非常復(fù)雜的過(guò)程，它由神經(jīng)中樞、胃腸激素以及腸道微生物等元素共同進(jìn)行調(diào)控。目前在學(xué)術(shù)界對(duì)于DON引起動(dòng)物厭食和嘔吐反應(yīng)的機(jī)制已有一些報(bào)道，本文從食欲調(diào)控中樞、食欲調(diào)節(jié)激素、炎癥細(xì)胞因子以及腸道微生物這4個(gè)方面總結(jié)了DON誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生厭食和嘔吐反應(yīng)的可能途徑，闡述了腸道微生物與DON誘導(dǎo)的動(dòng)物厭食和嘔吐反應(yīng)之間的潛在聯(lián)系，為更深層次研究DON的毒性機(jī)制奠定基礎(chǔ)，也為尋找DON解毒劑提供新的思路。

1 DON誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生厭食和嘔吐

DON具有神經(jīng)毒性，能夠改變神經(jīng)內(nèi)分泌信號(hào)傳導(dǎo)，對(duì)腦部產(chǎn)生毒性作用，導(dǎo)致動(dòng)物產(chǎn)生厭食反應(yīng)[6]。豬采食受到低濃度DON(1～2 mg/kg)污染的飼糧可導(dǎo)致采食量和日增重下降，引起部分厭食，而當(dāng)攝入飼糧的DON濃度達(dá)到12 mg/kg時(shí)就會(huì)引起完全厭食反應(yīng)[7-8]。Meta分析顯示，飼糧中含有約3.63 mg/kg的DON可導(dǎo)致生長(zhǎng)豬采食量和日增重均下降26%，并且豬的采食量隨飼糧中DON濃度(0.02～2.50 mg/kg)的增加而線性降低[9-10]。最新研究顯示，28日齡斷奶仔豬連續(xù)28 d攝入含有1.28或2.89 mg/kg DON的飼糧，可造成其采食量和日增重顯著降低[11]。此外，除了以豬為模型研究DON的厭食作用外，部分學(xué)者還利用大鼠和小鼠建立模型研究DON的毒性作用。大鼠在攝入0.25～1.00 mg/kg DON污染飼糧持續(xù)9周后，可明顯觀察到大鼠采食量降低以及體重下降[12]。給小鼠連續(xù)7～14 d飼喂0.35～3.00 mg/kg DON污染飼糧，可造成小鼠采食量和體重顯著降低[13-14]。另外，小鼠腹腔注射和灌胃模型均證明了DON的厭食作用。按體重給小鼠腹腔注射1.0或2.5 mg/kg DON，在注射0.5～3.0 h后小鼠出現(xiàn)厭食反應(yīng)，并且呈劑量依賴性，但在6 h后小鼠采食量逐漸恢復(fù)，至16 h時(shí)觀察到了劑量依賴性促食欲反應(yīng)，因此短期DON暴露對(duì)動(dòng)物食物攝入的影響是短暫的，并且短期DON暴露有一定的促食欲作用[15-16]，灌胃模型小鼠試驗(yàn)也證實(shí)了這一理論，按體重給小鼠灌胃6.25、12.50或25.00 mg/kg的DON，在灌胃后的0～3 h內(nèi)小鼠采食量顯著降低，而在6 h后小鼠采食量逐漸增加，在18～24 h時(shí)各試驗(yàn)組小鼠采食量均高于對(duì)照組，出現(xiàn)了促食欲的作用；但從整個(gè)試驗(yàn)周期的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，DON有明顯的厭食作用[17]。

嘔吐反射是動(dòng)物在攝取有毒食物后機(jī)體產(chǎn)生的自我保護(hù)機(jī)制。DON攝入對(duì)人和動(dòng)物有著強(qiáng)烈的催吐作用，嘔吐是DON致人和動(dòng)物損傷的主要癥狀之一[18]。慢性低濃度攝入DON，可使機(jī)體產(chǎn)生厭食反應(yīng)、體重增加緩慢甚至下降以及生長(zhǎng)激素失調(diào)；而急性高濃度攝入DON可引起機(jī)體腸胃炎癥，產(chǎn)生嘔吐反應(yīng)甚至是休克[19]。不同動(dòng)物對(duì)DON的敏感性不同，物種的差異導(dǎo)致DON吸收、分布以及代謝有著很大差異，動(dòng)物對(duì)DON敏感性從大到小依次為豬、小鼠、大鼠、家禽、反芻動(dòng)物[20]。早在1977年，F(xiàn)orsyth等[21]建立了DON致豬嘔吐的模型，研究結(jié)果顯示對(duì)于9～10 kg的仔豬，按每千克體重口服0.1～0.2 mg DON或者按照每千克體重腹腔注射0.05 mg DON即可引起仔豬的嘔吐反應(yīng)。而對(duì)于15～20 kg的仔豬，按體重靜脈注射80 μg/kg DON或口服300 μg/kg DON則可觀測(cè)到仔豬發(fā)生嘔吐[22]。除了口服或注射一定劑量DON可使動(dòng)物產(chǎn)生嘔吐反應(yīng)外，動(dòng)物采食受到DON污染的飼料也會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物發(fā)生嘔吐。仔豬食用含有約20 mg/kg DON的飼糧即可引起仔豬嘔吐，當(dāng)攝入飼糧中DON濃度為12 mg/kg時(shí)會(huì)引起仔豬拒食，而飼糧中含有僅1.3 mg/kg DON就會(huì)引起仔豬采食量下降和體重增加速度變緩[23]。

2 DON對(duì)下丘腦食欲調(diào)控中樞的影響

動(dòng)物的采食量或食欲受到外周神經(jīng)和下丘腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控。來(lái)自腸道、胰腺、肝臟或脂肪組織的外周信號(hào)直接或間接聚集于下丘腦，形成臟器、組織、腦干和下丘腦之間的通信網(wǎng)絡(luò)，下丘腦和腦干則整合外周激素和中樞神經(jīng)遞質(zhì)信號(hào)并通過(guò)高級(jí)皮質(zhì)中樞調(diào)控食欲，從而影響腸胃運(yùn)動(dòng)、激素分泌以及機(jī)體的能量平衡[24]。下丘腦弓狀核(arcuate nucleus，ARC)在食欲調(diào)控中發(fā)揮著重要作用，其與下丘腦腹內(nèi)側(cè)核(ventromedial nucleus，VMN)、背中核(dorsomedial nucleus，DMN)、室旁核(paraventricular nucleus，PVN)、外側(cè)下丘腦(lateral hypothalamic area，LHA)、視交叉上核(suprachiasmatic nucleus，SCN)等共同調(diào)控動(dòng)物的食欲。ARC是中樞食欲調(diào)節(jié)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核心，其包含2類主要的神經(jīng)元，一類是促食欲神經(jīng)元神經(jīng)肽Y(neuropeptide，NPY)/刺鼠相關(guān)蛋白(agouti-related peptide，AGRP)，另一類是抑食欲神經(jīng)元阿片黑素皮質(zhì)素原(pro-opiomelanocortin，POMC)/可卡因-安菲他明調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄物(cocaine-amphetamine-regulated transcript，CART)[25]。

DON誘導(dǎo)的動(dòng)物厭食反應(yīng)與其對(duì)大腦的毒性有關(guān)，按體重給小鼠灌服25 mg/kg DON，在5 min后便可在大腦內(nèi)檢測(cè)到(0.8±0.1) μg/g DON，這表示DON可迅速轉(zhuǎn)移至大腦并對(duì)其產(chǎn)生毒性作用，這也暴露了毒素干擾正常食欲調(diào)節(jié)的可能性[26]。促食欲神經(jīng)元和抑食欲神經(jīng)元共同調(diào)控動(dòng)物食欲。在肥胖小鼠模型中，小鼠連續(xù)7周攝入含有10 mg/kg DON的飼糧后，可明顯觀察到下丘腦中AGRPmRNA表達(dá)水平上升，并且POMCmRNA表達(dá)水平也呈上升趨勢(shì)[27]。小鼠按體重急性灌胃12.5 mg/kg DON 3 h后，下丘腦POMC及其下游基因黑皮質(zhì)素受體4(melanocortin 4 receptor，MC4R)、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)、酪氨酸蛋白激酶受體B(tyrosine kinase receptor B，TrkB)的mRNA表達(dá)水平顯著升高，同時(shí)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(corticotrophin-releasing hormone，CRH)mRNA表達(dá)水平呈上升趨勢(shì)，但對(duì)下丘腦NPY和AGRP的mRNA表達(dá)水平?jīng)]有顯著影響，這表示DON調(diào)節(jié)厭食途徑而不影響攝食途徑[17]。然而，物種差異可能導(dǎo)致DON誘導(dǎo)的厭食反應(yīng)機(jī)制也不一致，給仔豬飼喂含2.89 mg/kg DON的飼糧持續(xù)28 d，仔豬下丘腦POMC的蛋白表達(dá)水平顯著增加，而NPY的蛋白表達(dá)水平顯著下降，顯示DON既能夠?qū)捠惩緩疆a(chǎn)生影響，也能夠?qū)z食途徑產(chǎn)生影響[28]。然而，以豬為模型研究DON對(duì)厭食和攝食中樞調(diào)控的報(bào)道較少，DON誘導(dǎo)的厭食機(jī)制在不同物種之間的差異有待進(jìn)一步研究。

5-羥色胺(serotonin，5-HT)，又稱血清素，其作為神經(jīng)遞質(zhì)參與調(diào)控動(dòng)物的食欲。研究顯示，動(dòng)物的攝食量和5-HT濃度之間呈負(fù)相關(guān)，并且5-HT還與抑食欲和促食欲的多肽有著緊密的關(guān)聯(lián)，是POMC、α-黑素細(xì)胞刺激素(α-melanocyte-stimulating hormone，α-MSH)、NPY以及AGRP的重要上游調(diào)節(jié)因子[29]。按體重給小鼠灌胃2.5 mg/kg DON，在24 h后小鼠小腦和下丘腦中的5-HT濃度顯著增加[30]。此外，按體重急性給藥0.25 mg/kg DON 8 h后便可觀察到豬下丘腦中的5-HT濃度顯著升高[31]。以水貂為模型研究DON誘導(dǎo)嘔吐反應(yīng)機(jī)制的研究顯示，根據(jù)體重給水貂腹腔注射0.10或0.25 mg/kg DON后，在15～30 min內(nèi)可觀察到嘔吐反應(yīng)，并且在60 min后水貂血漿5-HT濃度顯著升高，用5-HT3受體拮抗劑進(jìn)行預(yù)處理后可完全抑制DON誘導(dǎo)的嘔吐反應(yīng)[32]，并且DON能夠激活鈣敏感受體(calcium-sensing receptor，CaSR)和瞬時(shí)受體電位離子通道1(transient receptor potential ankyrin 1，TRPA1)，從而誘導(dǎo)腸嗜鉻細(xì)胞(enterochromaffin cell，EC細(xì)胞)釋放5-HT(圖1)[33]。以豬為模型的研究顯示，豬攝入DON后血漿中5-HT及其代謝物5-羥基吲哚乙酸的濃度顯著增加[34]，而5-HT3受體拮抗劑可抑制DON誘導(dǎo)的豬嘔吐反應(yīng)[22]，因此DON誘導(dǎo)的嘔吐作用與5-HT途徑有關(guān)，其機(jī)制可能是，5-HT3受體受到DON的刺激后引起細(xì)胞外鈣離子(Ca2+)通過(guò)5-HT3Rs/L型Ca2+通道進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，從而增加細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度。細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的升高激活了鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶Ⅱa(calmodulin dependent protein kinases Ⅱa，CaMKⅡa)和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular regulated kinase 1/2，ERK1/2)，促進(jìn)動(dòng)物產(chǎn)生嘔吐反應(yīng)[35]。另外，5-HT調(diào)控食欲的相關(guān)受體主要有5-HT1BR、5-HT2CR和MC4R，黑素皮質(zhì)素與MC4R結(jié)合后參與5-HT2CR對(duì)食欲的調(diào)控[36]，5-HT與5-HT2CR結(jié)合能夠激活POMC，促進(jìn)其表達(dá)，并產(chǎn)生α-MSH，從而抑制動(dòng)物的食欲[37]。5-HT1BR能夠抑制促食欲神經(jīng)元NPY/AGRP的活性，從而抑制動(dòng)物的食欲[29,38]。因此，5-HT及其受體均參與DON誘導(dǎo)的動(dòng)物食欲下降和嘔吐反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)物拒食和體重降低。

3 DON對(duì)胃腸激素的影響

胃腸道在調(diào)節(jié)食欲中起著關(guān)鍵作用。動(dòng)物的食欲和飽腹感不僅與腸道活動(dòng)息息相關(guān)，還與位于胃腸道內(nèi)的腸內(nèi)分泌細(xì)胞(enteroendocrine cell，EEC)所分泌的胃腸激素有著密切的聯(lián)系[39]。EEC分泌的胃腸激素有30多種，其中與食欲調(diào)控相關(guān)的胃腸激素主要有酪酪肽(peptide YY，PYY)、膽囊收縮素(cholecystokinin，CCK)、胰高血糖素樣肽-1(glucagon-like peptide-1，GLP-1)、抑胃肽(gastric inhibitory peptide，GIP)等，這些胃腸激素均參與了DON誘導(dǎo)的厭食反應(yīng)[40]。

PYY是調(diào)節(jié)食欲和能量的胃腸飽感激素，同時(shí)CCK也作為一種飽感激素調(diào)節(jié)動(dòng)物攝食行為。PYY和CCK是DON誘導(dǎo)厭食反應(yīng)和抑制動(dòng)物生長(zhǎng)的重要介質(zhì)。按照每千克體重給小鼠腹腔注射或者口服1或5 mg DON 15 min后，血漿PYY和CCK濃度顯著增加，小鼠的采食量降低，引起小鼠產(chǎn)生厭食反應(yīng)，并且NPY2受體拮抗劑能夠減弱DON誘導(dǎo)的厭食反應(yīng)，而CCK受體拮抗劑的作用不明顯，這表明在DON誘導(dǎo)的厭食反應(yīng)中PYY是一個(gè)比CCK更為關(guān)鍵的介質(zhì)[41]。此外，成年小鼠(3個(gè)月)和老齡小鼠(22個(gè)月)對(duì)DON的敏感性不同，在急性DON暴露后成年小鼠和老年小鼠血漿PYY和CCK濃度均顯著增加，但老齡小鼠血漿胃腸飽感激素濃度更高，因此年齡是DON誘導(dǎo)胃腸激素改變程度大小的一個(gè)相關(guān)因素[42]。根據(jù)體重給小鼠灌胃2.5 mg/kg DON后的0.5 h便可觀察到血漿CCK濃度的顯著增加[43]，因而DON可能通過(guò)刺激EEC增加CCK的濃度而誘導(dǎo)動(dòng)物食欲降低。研究顯示，DON誘導(dǎo)CCK產(chǎn)生的機(jī)制可能是通過(guò)激活CaSR和TRPA1介導(dǎo)的[44]，DON暴露可顯著提高胃腸組織CCK和TRPA1的mRNA表達(dá)水平[17]，并且CCK濃度的增加可通過(guò)迷走神經(jīng)激活下丘腦中的POMC神經(jīng)元，進(jìn)而降低動(dòng)物食欲[45]。除CCK外，PYY的產(chǎn)生機(jī)制也與CaSR和TRPA1有著一定的關(guān)聯(lián)(圖1)[46]，并且PYY還能夠通過(guò)迷走神經(jīng)參與調(diào)控下丘腦中抑食欲神經(jīng)元POMC和促食欲神經(jīng)元NPY的表達(dá)，促進(jìn)POMC的上調(diào)和NPY的下調(diào)[47]，這說(shuō)明胃腸激素和下丘腦共同調(diào)控動(dòng)物的食欲，但具體機(jī)制仍然未知，有待進(jìn)一步研究。

DON：脫氧雪腐鐮刀菌烯醇 deoxynivalenol；CaSR：鈣敏感受體 calcium-sensing receptor；TRPA1：瞬時(shí)受體電位離子通道1 transient receptor potential ankyrin 1；L cell：L細(xì)胞；I cell：I細(xì)胞；K cell：K細(xì)胞；EC cell：腸嗜鉻細(xì)胞 enterochromaffin cell；PYY：酪酪肽 peptide YY；GLP-1：胰高血糖素樣肽-1 glucagon-like peptide-1；CCK：膽囊收縮素 cholecystokinin；GIP：抑胃肽 gastric inhibitory peptide；5-HT：5-羥色胺 serotonin；CCK1R：膽囊收縮素1受體 cholecystokinin 1 receptor；CCK2R：膽囊收縮素2受體 cholecystokinin 2 receptor；NPY2R：神經(jīng)肽Y2受體 neuropeptide Y2 receptor；GIPR：抑胃肽受體gastric inhibitory peptide receptor；5-HT3R：5-羥色胺3受體 serotonin 3 receptor；GLP-1R：胰高血糖素樣肽-1受體 glucagon-like peptide-1 receptor；vagus：迷走神經(jīng)；Hypothalamus：下丘腦；Anorexia or Emesis：厭食或嘔吐。

由于嚙齒動(dòng)物缺乏嘔吐反射，因此很多學(xué)者以豬和水貂為研究模型探討DON對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生的厭食和嘔吐反應(yīng)。斷奶仔豬連續(xù)28 d攝入含1～3 mg/kg DON的飼糧，其血漿PYY濃度顯著增加[28]。仔豬血漿PYY和CCK濃度與DON的毒性作用有關(guān)，攝入不同濃度的DON污染飼糧，均可觀察到血漿PYY和CCK濃度增加，并且與DON攝入的時(shí)間和濃度呈線性關(guān)系，然而由于DON濃度較低，并未使仔豬產(chǎn)生嘔吐反應(yīng)[48]。另外，按體重給水貂口服0.25 mg/kg DON后，僅15 min便可觀察到其開始產(chǎn)生嘔吐反應(yīng)，并且其血漿PYY濃度顯著增加，在使用NPY2受體拮抗劑后可降低血漿PYY的濃度，并且產(chǎn)生嘔吐反應(yīng)的概率下降50%[32]。因此，DON誘導(dǎo)的食欲下降和嘔吐反應(yīng)與動(dòng)物血漿PYY和CCK的濃度有著緊密的聯(lián)系，DON可促進(jìn)PYY和CCK的分泌，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)物食欲下降，采食量降低，甚至抑制動(dòng)物生長(zhǎng)。

GLP-1和GIP分別來(lái)源于腸內(nèi)分泌L細(xì)胞和K細(xì)胞，二者是與能量平衡相關(guān)的飽感激素，在食欲調(diào)控中起著非常重要的作用。按每千克體重給小鼠灌胃1.0或2.5 mg DON，小鼠血漿GLP-1和GIP的濃度在30 min后顯著增加，但在6 h后各組之間血漿GLP-1和GIP的濃度差異不顯著，此結(jié)果表示DON誘導(dǎo)血漿GLP-1和GIP濃度升高是短暫可逆的，并且用GLP-1受體拮抗劑Exendin9-39和GIP受體拮抗劑Pro3GIP進(jìn)行預(yù)處理可降低DON誘導(dǎo)的食欲下降[16]。研究顯示，DON通過(guò)激活CaSR以及瞬時(shí)受體電位離子通道-5(transient receptor potential ion channel-5，TRPM-5)和TRPA1，促進(jìn)GLP-1的分泌，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)物食欲降低(圖1)[16,44]。此外，斷奶仔豬攝入受到DON污染的飼糧后，其血漿GLP-1濃度顯著升高[28]。因此，GLP-1和GIP在DON誘導(dǎo)的食欲下降和厭食反應(yīng)中起著重要作用，但DON誘導(dǎo)腸內(nèi)分泌細(xì)胞分泌GLP-1和GPI的具體機(jī)制尚不清楚，未來(lái)的研究中應(yīng)更深入探討DON誘導(dǎo)厭食反應(yīng)的機(jī)制。

4 DON誘導(dǎo)的厭食反應(yīng)與炎癥細(xì)胞因子有關(guān)

DON引起厭食反應(yīng)的一個(gè)潛在原因可能是炎癥細(xì)胞因子的誘導(dǎo)。細(xì)胞因子作為一種多肽分子，能夠廣泛調(diào)節(jié)細(xì)胞功能，作用于免疫系統(tǒng)、造血系統(tǒng)以及神經(jīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)，對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要作用。細(xì)胞因子基因的異常表達(dá)可引起許多發(fā)育、生理和免疫問(wèn)題，例如白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等細(xì)胞因子的異常表達(dá)可導(dǎo)致人類和動(dòng)物產(chǎn)生疾病[49]。按體重給小鼠灌胃25 μg/kg DON持續(xù)10 d便可引起低程度的炎癥狀態(tài)，其血漿、脂肪組織、十二指腸和大腦中IL-1β表達(dá)均顯著增加[50]。另外，DON暴露可增加小鼠血漿IFN-α、白細(xì)胞介素-2(IL-2)、白細(xì)胞介素-4(IL-4)和IL-6的濃度，同時(shí)DON也不同程度地影響小鼠血漿IL-1β、白細(xì)胞介素-10(IL-10)和TNF-α的濃度[51]。已經(jīng)有研究證實(shí)，促炎性細(xì)胞因子的分泌可能會(huì)降低動(dòng)物的采食量，血漿IL-1β和IL-6的濃度與DON引起的厭食反應(yīng)有關(guān)[42]。給小鼠灌服DON可誘導(dǎo)厭食反應(yīng)，并且急性外源腹腔注射TNF-α和IL-1β同樣也可引起小鼠食欲下降和厭食，而使用腫瘤壞死因子-α受體拮抗劑(TNFR)和白細(xì)胞介素1受體拮抗劑(IL-1RA)對(duì)小鼠進(jìn)行預(yù)處理后可緩解DON、TNF-α和IL-1β所引起的厭食反應(yīng)，因此，TNF-α和IL-1β在DON誘導(dǎo)的厭食反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用[52]。小鼠在按照每千克體重口服12.5 mg DON 3 h后下丘腦的炎癥細(xì)胞因子和POMC的表達(dá)水平均顯著增加[17]，最終誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生厭食反應(yīng)，而炎癥細(xì)胞因子誘導(dǎo)厭食反應(yīng)的中間媒介可能是核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)，被證明可以調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)基因，包括IL-1β、TNF-α和IL-6，并且NF-κB能夠激活POMC神經(jīng)元，進(jìn)而調(diào)節(jié)食欲調(diào)控中樞，產(chǎn)生厭食反應(yīng)[53]。

5 腸道微生物在DON誘導(dǎo)厭食反應(yīng)中的作用

腸道中棲居著大量的微生物群落，這些微生物與宿主之間有著緊密的聯(lián)系，建立了一個(gè)穩(wěn)定共生的動(dòng)態(tài)體系，維持宿主腸道微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。腸道微生物可利用宿主腸道的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物，進(jìn)而調(diào)控營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、代謝以及機(jī)體免疫系統(tǒng)。腸道微生物菌群失調(diào)可導(dǎo)致宿主產(chǎn)生相關(guān)應(yīng)激行為，例如抑郁、焦慮以及食欲減退等[54]，并且在一些精神類疾病和代謝性疾病中都可觀察到腸道微生物菌群的改變[55]。DON可破壞腸道組織完整性，降低腸道絨毛高度，抑制腸道細(xì)胞分化，破壞腸道微生物平衡[4,56]。研究顯示，斷奶仔豬攝入1或3 mg/kg DON飼糧持續(xù)28 d，其腸道微生物結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大改變，DON顯著降低小腸中厚壁菌門和變形菌門的豐度，增加放線菌門和藍(lán)藻菌門的豐度[57]。另外，給4周齡小鼠按體重隔天灌胃5 mg/kg的DON，持續(xù)14 d，小鼠體重和日增重顯著降低，并且DON暴露改變了腸道微生物菌群的組成，在門水平上擬桿菌門、壁厚菌門及脫鐵桿菌門的物種豐度顯著增加，在屬水平上擬桿菌屬、Mucispirillum和副桿菌屬(Parabacteroides)的物種豐度顯著增加，在種水平上的物種豐度也發(fā)生了改變，這些腸道微生物的改變影響了機(jī)體正常的生物合成和降解，并進(jìn)一步導(dǎo)致代謝途徑紊亂[58]。低濃度的DON也可引起腸道微生物的變化，小鼠按體重每日灌胃25 μg/kg的DON持續(xù)30 d，可引起腸道微生物菌群的顯著改變，在門水平上DON顯著增加了變形菌門和疣微菌門的物種豐度，在屬水平上DON顯著增加了Parabacteroides和腸桿菌屬的物種豐度，而乳桿菌屬、Odoribacter、未定毛螺旋菌屬(Lachnospiraceaincertaesedis)的物種豐度顯著下降[59]。因此，無(wú)論是高濃度還是低濃度的DON均可導(dǎo)致動(dòng)物腸道微生物群落的改變，這種改變可能是導(dǎo)致動(dòng)物厭食的一個(gè)主要原因。

近年來(lái)，新一代測(cè)序技術(shù)進(jìn)一步揭示了腸道微生物和宿主的食欲之間的密切聯(lián)系。腸道微生物可對(duì)宿主的中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，從而間接調(diào)控宿主的食欲[60]。腸道微生物利用宿主的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，如短鏈脂肪酸(short chain fatty acids，SCFAs)，能通過(guò)游離脂肪酸受體2(FFAR2)和游離脂肪酸受體3(FFAR3)刺激腸道內(nèi)分泌細(xì)胞釋放PYY和GLP-1[61]，而PYY和GLP-1均已被證實(shí)在DON誘導(dǎo)的厭食反應(yīng)中起著重要作用[28]。腸道微生物還可通過(guò)影響免疫系統(tǒng)，間接調(diào)控宿主食欲。腸道微生物與機(jī)體形成的宿主-微生物代謝軸，調(diào)控動(dòng)物機(jī)體營(yíng)養(yǎng)素代謝和免疫應(yīng)答，從而影響食欲中樞，調(diào)控動(dòng)物的攝食和厭食反應(yīng)[56,62]。另外，腸道微生物可能通過(guò)調(diào)控5-HT的水平進(jìn)而調(diào)控機(jī)體食欲，色氨酸是5-HT的前體物質(zhì)，研究顯示腸道微生物能夠從頭合成色氨酸，進(jìn)而參與5-HT的合成，調(diào)控動(dòng)物食欲[63]。腸道微生物還可利用色氨酸進(jìn)行代謝產(chǎn)生吲哚，吲哚能夠刺激腸道內(nèi)分泌L細(xì)胞，調(diào)節(jié)GLP-1的分泌，進(jìn)而影響動(dòng)物食欲[64]。腸道微生物調(diào)控動(dòng)物食欲的信號(hào)主要通過(guò)其代謝產(chǎn)生的SCFAs、5-HT以及吲哚等代謝產(chǎn)物來(lái)進(jìn)行傳遞，而DON對(duì)5-HT以及由吲哚調(diào)節(jié)分泌的GLP-1有著直接的影響，因此腸道微生物與DON誘導(dǎo)的厭食和嘔吐反應(yīng)有著一定的潛在聯(lián)系，其深入機(jī)制還有待進(jìn)一步挖掘。

6 小 結(jié)

DON作為較常見的一種霉菌毒素嚴(yán)重威脅著人類的食品安全和畜牧業(yè)發(fā)展，其主要的毒性特點(diǎn)為誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生厭食和嘔吐反應(yīng)。目前，對(duì)于DON致厭食和嘔吐的機(jī)制已有大量研究報(bào)道，但大部分僅停留在對(duì)神經(jīng)元基因表達(dá)和胃腸激素含量的影響層面，缺乏深入細(xì)致的研究。另外，DON致厭食和嘔吐的可能途徑有多個(gè)(圖2)，如胃腸激素途徑、5-HT途徑以及免疫系統(tǒng)途徑，這些途徑均與腸道微生物有著不同程度的聯(lián)系，因此腸道微生物與DON誘導(dǎo)的厭食和嘔吐反應(yīng)有著潛在的聯(lián)系，但具體的調(diào)控機(jī)制未見報(bào)道，仍需更多的研究來(lái)闡明二者之間的聯(lián)系，為探究DON的毒性機(jī)制奠定理論基礎(chǔ)，為尋找更有效的DON抑制劑或解毒劑提供新思路，從而降低霉菌毒素帶來(lái)的危害，促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展。

ARC：弓狀核 arcuate nucleus；PVN：室旁核 paraventricular nucleus；LHA：側(cè)下丘腦 lateral hypothalamic area；VMN：腹內(nèi)側(cè)核 ventromedial nucleus；DMN：背中核 dorsomedial nucleus；MC4R：黑皮質(zhì)素受體4 melanocortin 4 receptor；NPY：神經(jīng)肽Y neuropeptide；AGRP：刺鼠相關(guān)蛋白 agouti-related peptide；POMC：阿片黑素皮質(zhì)素原 pro-opiomelanocortin；CART：可卡因-安菲他明調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄物 cocaine-amphetamine-regulated transcript；NF-κB：核轉(zhuǎn)錄因子-κB nuclear factor-kappa B；CCK：膽囊收縮素 cholecystokinin；PYY：酪酪肽 peptide YY；GIP：抑胃肽 gastric inhibitory peptide；GLP-1：胰高血糖素樣肽-1 glucagon-like peptide-1；5-HT：5-羥色胺 serotonin；IL-6：白細(xì)胞介素-6 interleukin-6；TNF-α：腫瘤壞死因子-α tumor necrosis factor-α；IL-1β：白細(xì)胞介素-1β interleukin-1β；Anorexia：厭食；FFAR2/3：游離脂肪酸受體2/3 free fatty acid receptor 2/3；SCFAs：短鏈脂肪酸 short chain fatty acids；intestinal epithelium：腸上皮；Gut microbiota：腸道微生物；DON：脫氧雪腐鐮刀菌烯醇 deoxynivalenol。