谷物及其制品是全球最重要的食物来源但在种植和储存过程中很容易被产毒真菌污染。镰刀菌属是谷物中最常见的产毒真菌既产生T-2毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、玉米赤霉烯酮等传统受监管毒素也产生恩镰孢菌素、白僵菌素等新兴毒素。近期来自法国布雷斯特大学的Nolwenn Hymery博士团队在Toxins期刊发表了一项研究比较了传统受监管毒素和新兴毒素这两类真菌毒素对人肝细胞HepaRG的体外细胞毒性并首次揭示了恩镰孢菌素对胆固醇合成通路的显著抑制作用。研究过程与结果研究人员选用了三种传统受监管真菌毒素 (T-2毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、玉米赤霉烯酮) 和五种新兴真菌毒素 (恩镰孢菌素A、恩镰孢菌素A1、恩镰孢菌素B、恩镰孢菌素B1以及白僵菌素)分别在二维单层细胞和三维球状体两种模型中测试了上述真菌毒素对人肝细胞HepaRG的细胞毒性作用。结果显示不同真菌毒素的毒性强度存在显著差异所有测试的真菌毒素均表现出剂量依赖性的细胞毒性。在传统受监管真菌毒素中T-2毒性最强玉米赤霉烯酮毒性相对较弱且三维模型相较于二维模型对真菌毒素更为敏感对于新兴真菌毒素恩镰孢菌素A1毒性最强其次是白僵菌素、恩镰孢菌素A、恩镰孢菌素 B1和恩镰孢菌素 B且三维球状体模型比传统二维单层细胞对低浓度毒素更为敏感更适合模拟体内的真实情况。图为T-2毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮在二维和三维HepaRG细胞模型中的抑制浓度。图为五种新兴真菌毒素在二维和三维模型中的细胞毒性。为了深入理解毒性机制研究人员对分化状态下的HepaRG球状体进行了转录组测序。结果发现恩镰孢菌素B1和恩镰孢菌素B暴露后补体级联反应、类固醇激素合成、胆汁分泌和胆固醇合成等多个重要通路均受到显著影响。值得注意的是胆固醇合成通路中的27个基因有23个出现显著下调。后续的定量检测证实恩镰孢菌素A、恩镰孢菌素A1、恩镰孢菌素B1和白僵菌素处理后球状体内的总胆固醇含量平均下降了37%-40%。图为恩镰孢菌素暴露后胆固醇合成通路相关基因表达热图。研究总结本研究采用创新的2D/3D体外模型联合转录组学策略系统评价了主要及新兴镰刀菌毒素的肝脏细胞毒性首次建立了HepaRG三维球体模型用于镰刀菌毒素的毒性评价为体外毒理学提供了更仿真的研究工具。借此研究工具首次揭示了恩镰孢菌素通过显著下调胆固醇合成关键基因从而导致细胞内胆固醇水平降低。同时发现恩镰孢菌素对多个关键生理通路包括补体级联、代谢、激素合成和胆汁分泌等均有抑制作用提示其潜在的系统性健康风险。鉴于胆固醇代谢在细胞膜结构、激素合成及神经发育中的核心地位该发现对评估谷物及其制品中恩镰孢菌素残留的人群健康风险具有重要参考价值。文章链接期刊Toxins期刊主页​主编Jay Fox, University of Virginia, Charlottesville, USA期刊主要涵盖了由生物体产生的各类毒素领域的相关研究。2025 Impact Factor4.02025 CiteScore8.3Time to First Decision18 DaysAcceptance to Publication3.6 Days本文转自MDPI生物与生命科学仅供学习交流