综述:雌激素类霉菌毒素玉米赤霉烯酮的生殖毒性及其作用机制研究进展

【字体: 时间:2025年08月08日 来源:Chemico-Biological Interactions 5.4

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  本综述系统阐述了玉米赤霉烯酮(ZEA)的理化特性及其生殖毒性机制。作为镰刀菌产生的非甾体雌激素样霉菌毒素,ZEA通过竞争性结合雌激素受体(ERα/ERβ)、诱发氧化应激和内质网应激等途径,导致生殖激素代谢紊乱、生殖细胞凋亡及后代生育功能受损。文章为开发ZEA解毒策略和提高动物繁殖性能提供了重要理论依据。

  

代谢与生物转化

ZEA进入动物体后,通过胃肠道吸收进入循环系统,在肝脏中经羟基化、脱氢和结合反应生成多种衍生物。这些代谢产物通过胆汁进入肠腔后被重新吸收,形成肠肝循环。值得注意的是,ZEA的α-和β-羟基化代谢产物仍保留雌激素活性,其中α-玉米赤霉烯醇(α-ZOL)的雌激素效力甚至高于母体化合物。

雌性动物生殖毒性

ZEA与内源性雌激素结构相似,可干扰雌性动物激素平衡。研究表明,ZEA会损害黄体形成,导致早期妊娠障碍;抑制卵泡发育关键基因(如FSHR、CYP19A1)表达,使卵泡闭锁率升高40%;诱发卵巢颗粒细胞凋亡,使排卵率降低25%。更严重的是,ZEA暴露可导致子宫重量增加2-3倍,引发子宫内膜异位样病变。

雄性动物生殖毒性

在公猪实验中,50 μg/kg BW剂量的ZEA暴露可使睾丸支持细胞凋亡率增加35%,精子畸形率升高至18.7%。机制研究发现,ZEA通过下调睾酮合成关键酶(3β-HSD、CYP17A1)的表达,使血清睾酮水平降低60%。电子显微镜观察显示,ZEA处理组的精子顶体结构异常率高达42.3%。

作用机制

ZEA的生殖毒性涉及多条通路:1)通过ERα/ERβ介导的经典雌激素信号通路;2)激活NADPH氧化酶,使ROS水平升高3倍;3)诱发内质网应激,上调CHOP和GRP78表达;4)调控Bcl-2/Bax通路诱导生殖细胞凋亡。最新研究发现,ZEA还能通过mTOR通路异常激活自噬流,导致精子发生障碍。

总结展望

尽管生物解毒技术(如乳酸菌降解)已实现24小时内90%的ZEA降解率,但其分子机制仍需深入探索。未来研究应关注:1)ZEA表观遗传效应的跨代传递;2)ERα/ERβ异构体选择性调控;3)肠道菌群-ZEA互作对生殖功能的影响。这些研究将为制定更精准的ZEA防控策略提供科学依据。

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