黄芩苷对脱氧雪腐镰刀菌烯醇诱导的鸡源3D肝细胞氧化应激和炎症损伤的保护作用研究

【字体: 时间:2025年04月02日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本期推荐:针对脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)污染饲料导致的禽类肝损伤问题,匈牙利兽医大学团队通过磁力3D生物打印技术构建鸡源肝细胞模型,发现黄芩苷(BAI)可通过调节NRF-2/HO-1通路显著缓解DON诱导的氧化应激和炎症反应,首次揭示BAI在高浓度时的促氧化双刃剑效应,为开发新型饲料添加剂提供理论依据。

  在禽类养殖业中,霉菌毒素污染始终是困扰饲料安全的"隐形杀手"。其中,脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)作为镰刀菌产生的B型单端孢霉烯族毒素,常潜伏于谷物饲料中,悄悄破坏着家禽的健康防线。虽然禽类对DON的敏感性低于哺乳动物,但长期摄入仍会导致生长迟缓、免疫抑制甚至器官损伤。更棘手的是,传统二维细胞模型难以模拟肝脏复杂的微环境,而动物实验又存在伦理和成本限制。面对这些挑战,匈牙利兽医大学的研究团队另辟蹊径,将目光投向了一种古老的中药成分——黄芩苷(BAI)。

这项发表在《Scientific Reports》的研究,创新性地采用磁力3D生物打印技术构建鸡源肝细胞-非实质细胞共培养模型,通过CCK-8检测细胞活力、LDH活性分析膜完整性、ELISA测定氧化应激标志物(NRF-2、8-OHdG)和炎症因子(IL-6、IL-8、IFN-γ),系统评估了BAI对DON毒性的缓解作用。实验设计包含3个BAI浓度梯度(5/15/45 μg/mL)与2个DON浓度(2/20 μg/mL)的组合处理,监测时间点设置为24和48小时。

研究结果揭示多维度发现:

  1. 细胞活力与膜完整性
    CCK-8检测显示DON在24小时使细胞代谢活性降低约10%,但未达细胞毒性阈值。有趣的是,45 μg/mL BAI能显著逆转这种抑制效应。LDH活性测定发现20 μg/mL DON在24小时诱发膜损伤,而BAI表现出剂量依赖性的保护作用。但到48小时,DON组LDH释放反而降低,提示细胞启动自适应保护机制。

  2. 氧化应激调控
    NRF-2检测呈现戏剧性变化:24小时时高浓度DON使NRF-2水平升高57%,而45 μg/mL BAI却降低其表达34%,表明BAI直接发挥抗氧化作用。但8-OHdG检测发现,BAI与高浓度DON联用时会增加DNA氧化损伤标志物,首次揭示BAI在高剂量下可能通过Fenton反应产生促氧化效应。

  3. 炎症因子网络
    IL-6/IL-8在BAI单独处理48小时后显著降低,证实其抗炎特性。但DON展现剂量依赖性双相调节:低浓度(2 μg/mL)与BAI联用刺激IL-6分泌达对照组的2.3倍,而高浓度(20 μg/mL)则抑制细胞因子产生,这种"免疫跷跷板"效应可能与TLR4/NF-κB通路调控相关。

讨论部分深入剖析了三个关键发现:
首先,BAI的"双刃剑"特性与其化学结构密切相关。作为黄酮苷,BAI的糖基化减弱了其抗氧化能力,而游离羟基在金属离子存在下可能通过还原Cu2+触发ROS生成。其次,DON的免疫调节呈现典型的时间-剂量依赖性,低剂量通过MAPK通路激活免疫应答,高剂量则可能通过抑制NLRP3炎症小体导致免疫麻痹。最后,磁力3D培养技术成功模拟了肝脏微环境,其中6:1的肝细胞-非实质细胞比例精准复现了轻度炎症状态。

这项研究不仅为开发新型饲料添加剂提供理论支撑,更警示BAI的临床应用需严格把控剂量窗口。未来研究可拓展至肠道屏障功能评估,并探索BAI与其他植物活性成分的协同效应。正如研究者所言:"在对抗霉菌毒素的战场上,我们既需要找到可靠的'盾牌',也要警惕'武器'本身可能带来的二次伤害。"

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