玉米赤霉烯酮(ZEN)通过炎症通路损害运动功能并诱导神经毒性:来自斑马鱼模型和分子对接研究的证据 —— 解锁食品污染物神经毒性的分子密码

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology 3.9

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  为探究玉米赤霉烯酮(ZEN)诱导神经毒性的分子机制,研究人员结合网络毒理学和分子对接方法,对暴露于 ZEN 的斑马鱼幼体进行行为分析。结果发现 ZEN 影响运动功能,核心靶点涉及炎症通路。该研究为防治相关疾病提供依据。

  在食品安全的大舞台上,食品污染物一直是令人头疼的 “反派角色”。玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)作为其中一员,凭借高耐热性和持久性,频繁出现在各类农作物和不同地区的食物中,悄悄危害着人类和动物的健康。它不仅会影响肠道、肝脏等器官,还对神经系统 “下手”,导致认知、运动和记忆受损。然而,传统的单一靶点毒理学检测方法,就像拿着一把只能瞄准一个目标的 “小水枪”,无法全面评估 ZEN 这种复杂污染物的危害,ZEN 诱导神经毒性的具体机制也始终蒙着一层神秘的面纱。
为了揭开这层面纱,来自国内的研究人员挺身而出。他们决心深入探究 ZEN 对神经系统的影响,找出其关键靶点和相关分子机制。这项研究成果发表在《Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology》上,为我们理解 ZEN 的危害和防治相关疾病带来了新的曙光。

研究人员采用了多种关键技术方法。网络毒理学,它就像是一个 “关系网大师”,基于网络药理学和系统生物学,利用多个数据库构建化合物、毒性和靶点之间的关系网络,将复杂的多成分、多靶点相互作用转化为直观的图形模型,帮助分析靶点蛋白的相互作用。分子对接则像是一把 “精准钥匙”,作为计算机辅助药物设计技术,能精确分析化学物质与靶点的相互作用,测定结合亲和力。同时,斑马鱼模型也发挥了重要作用,因其体型小、运动易追踪,成为研究运动神经的得力助手。

下面来看看具体的研究结果。

ZEN 抑制运动能力


斑马鱼拥有高度敏感的神经系统,早期就展现出典型运动模式,是研究神经毒性的理想模型。研究人员让对照组斑马鱼接触二甲亚砜(DMSO,浓度 0.01% ),实验组则暴露于 ZEN(0.01% DMSO +2μM ZEN)。运动能力测试结果显示,无论是光照期还是黑暗周期,ZEN 暴露都显著降低了斑马鱼幼体的整体运动速度,这表明 ZEN 会对斑马鱼的运动功能产生不良影响。

关键靶点与通路分析


研究人员从 GeneCards、OMIM 和 DrugBank 数据库中,像 “寻宝” 一样找到了 141 个与 ZEN 诱导神经毒性相关的潜在靶点。接着,利用 STRING 和 Cytoscape 软件进一步筛选,锁定了 25 个关键节点,包括 TP53、AKT1、CASP3、MAPK3 和 NFKB1 等。通过对基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路的分析,发现有 20 条最相关的信号通路,其中 ZEN 诱导神经毒性的核心靶点主要参与炎症通路。

分子对接验证


研究人员借助 AutoDock 进行分子对接,结果发现 ZEN 与六个核心靶蛋白都表现出很强的结合亲和力,结合能均小于?7,这进一步证实了 ZEN 与这些靶点之间存在紧密的相互作用。

综合来看,研究表明 ZEN 可能通过激活神经炎症信号通路,影响认知功能和导致神经病变,最终造成神经元死亡。这一研究成果意义重大,它为我们深入了解 ZEN 诱导神经毒性的分子机制提供了关键线索,有助于开发针对 ZEN 及类似食品污染物相关疾病的预防和治疗方法,在保障人类和动物健康方面迈出了重要一步。同时,该研究采用的综合研究方法也为后续研究食品污染物的毒性提供了新的思路和范例,让我们在应对食品污染物威胁的道路上,多了一份有力的武器。

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