AFB1对人肝细胞 HHL-16 转录组和 DNA 甲基化的影响：揭示潜在毒性机制

为探究黄曲霉毒素 B1（AFB1）对人体健康影响的分子机制，研究人员以人肝细胞系 HHL-16 为对象开展研究。结果发现 AFB1处理后细胞有 576 个差异表达基因，涉及多条关键信号通路。该研究有助于理解 AFB1的毒性机制。

　　在热带和亚热带地区，食物常常受到黄曲霉毒素的污染，其中黄曲霉毒素 B₁（AFB₁）毒性最强，被国际癌症研究机构列为 1 类致癌物。长期摄入 AFB₁会引发急性黄曲霉毒素中毒、肝癌，还可能导致免疫抑制和生长发育迟缓。然而，AFB₁影响人体健康的分子机制却尚未完全明晰。为了深入探究这些问题，研究人员开展了相关研究。

此次研究聚焦于 AFB₁对人肝细胞系 HHL-16 转录组和 DNA 甲基化的影响，旨在揭示其潜在的毒性机制。研究发现，AFB₁处理 HHL-16 细胞 24 小时后，有 576 个基因的表达出现显著变化，其中 280 个基因上调，296 个基因下调。KEGG 通路富集分析显示，这些差异表达基因显著富集于细胞因子 - 细胞因子受体相互作用、NF-κB 信号通路、TNF 信号通路、IL-17 信号通路、阿米巴病、MAPK 信号通路以及脂质和动脉粥样硬化等通路。DisGeNET 富集分析表明，AFB₁处理后的差异表达基因与炎症、血管疾病、肌肉骨骼疾病、早产、胎儿疾病、易感性感染和癌症等多种人类疾病相关。此外，研究还发现 AFB₁处理后，HHL-16 细胞中 CCL20 基因启动子区域的一个 CpG 位点出现显著低甲基化，这可能与 CCL20 基因的上调表达有关。

该研究的重要意义在于，首次对非肿瘤性肝细胞系在 AFB₁处理后的转录组变化进行了系统分析，为深入理解 AFB₁的毒性机制提供了新的视角。研究结果有助于揭示 AFB₁导致炎症反应、生长发育异常和癌症的潜在分子机制，为预防和治疗 AFB₁相关疾病提供了理论依据。该研究成果发表在《Chemico-Biological Interactions》杂志上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是 RNA 测序（RNA-Seq）技术，用于分析 AFB₁处理后 HHL-16 细胞的转录组变化，筛选差异表达基因；其次是生物信息学分析，包括数据质量控制、与参考基因组比对、基因表达定量、差异表达分析和富集分析等，以挖掘差异表达基因涉及的信号通路和相关疾病；最后是 DNA 甲基化分析，通过提取 DNA 并进行测序，检测感兴趣基因启动子区域的 DNA 甲基化水平。

研究结果具体如下：

• 测序数据质量及比对结果：对 AFB₁处理组和对照组的 HHL-16 细胞总 RNA 进行质量检测，所有样本均符合测序要求。测序得到的原始数据经过筛选和过滤，最终每个样本至少有 6100 万条 reads，且超过 96% 的 reads 成功比对到人类参考基因组。
• 差异基因表达分析：计算各样本基因表达水平（FPKM），进行相关性分析和主成分分析，结果显示生物学重复间相关性良好，且 AFB₁处理组与对照组明显分离。通过分析，共鉴定出 576 个差异表达基因，部分基因的表达变化通过与之前研究对比得到验证，如 IL₆、CCL20、BMP2 显著上调，NDP 显著下调，同时还发现 CYP1A1 基因也显著上调。
• KEGG 富集分析：对差异表达基因进行 KEGG 富集分析，发现 7 条显著富集的信号通路，包括细胞因子 - 细胞因子受体相互作用、NF-κB 信号通路、TNF 信号通路等，这些通路中的基因表达变化与炎症反应、免疫功能和癌症等密切相关。
• DisGeNET 富集分析：利用 DisGeNET 数据库分析发现，差异表达基因与多种人类疾病显著相关，如炎症、血管疾病、癌症等，进一步表明 AFB₁处理对细胞功能和疾病发生发展的影响。
• DNA 甲基化分析：对 IL₆和 CCL20 基因进行 DNA 甲基化分析，结果显示 IL₆基因各 CpG 位点在 AFB₁处理后与对照组相比无显著差异，而 CCL20 基因启动子区域的第 21 位 CpG 位点在 AFB₁处理后甲基化水平显著降低。

研究结论和讨论部分指出，AFB₁可调节与炎症反应、生长和癌症相关通路中基因的表达，影响细胞的正常功能。通过对差异表达基因和相关信号通路的分析，推测 AFB₁可能通过激活炎症反应，进一步激活 NF-κB 信号通路，调节基因表达以应对 AFB₁造成的细胞应激。长期持续的 AFB₁刺激可能破坏 NF-κB 信号通路的调节平衡，促使细胞无限增殖并发展为癌症。此外，AFB₁处理后 CCL20 基因的低甲基化和过表达，为 AFB₁导致 DNA 甲基化改变提供了证据，但还需在更多细胞系、动物模型或人群中进行验证。总之，该研究为深入理解 AFB₁的毒性机制提供了重要依据，有助于推动相关疾病的预防和治疗研究。