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为探究敌草快（DQ）致多器官损伤机制，研究人员开展单细胞 / 单细胞核 RNA 测序研究。结果发现 DQ 诱导氧化应激微环境，引发细胞死亡、代谢重编程等。该研究深化了对 DQ 毒性的理解，为临床干预提供理论基础。
论文解读
在农业领域，敌草快（DQ）作为常用除草剂，为农作物生长 “保驾护航”，但它却有着 “危险的一面”。因使用不当，敌草快会悄无声息地对人体多个器官发起 “攻击”，导致严重损伤，甚至危及生命。在中国，敌草快中毒死亡率高达 40% - 60% ，远高于美国的不到 3%。然而，科学界对于敌草快诱导多器官损伤的详细特征和分子机制却知之甚少，这就像在黑暗中摸索，找不到准确治疗的方向，也限制了有效治疗策略的开发。
为了揭开敌草快毒性的神秘面纱，福建医科大学的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究。他们通过一系列严谨的实验，发现敌草快会诱导产生氧化应激微环境，这一微环境堪称多器官损伤的 “幕后黑手”。它不仅会引发细胞死亡，还会导致代谢重编程，从而加剧组织损伤。不过令人意外的是，研究还发现敌草快诱导的组织损伤中并没有明显的纤维化现象，这一结果为早期干预治疗带来了新的希望。该研究成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》杂志上，为深入了解敌草快毒性机制奠定了坚实基础，也为后续的临床治疗指明了方向。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是单细胞 / 单细胞核 RNA 测序（scRNA-seq/snRNA-seq），它就像是细胞的 “解码器”，能够精确分析每个细胞的基因表达，帮助研究人员捕捉细胞在敌草快中毒过程中的独特反应。其次是组织学和免疫荧光技术，用于观察组织和细胞的形态变化以及特定蛋白的表达情况。此外，还运用了基因富集分析、细胞轨迹和转录因子调控网络分析等生物信息学方法，深入探究基因和信号通路的变化。实验样本则来自不同时间点敌草快处理的小鼠的肺、肝、肾组织。
下面来详细看看研究结果：
- 单细胞转录组分析：研究人员对不同时间点（0、10、20、36 小时）敌草快处理的小鼠肺、肝、肾组织进行单细胞 / 单细胞核转录组测序。经过严格的数据处理和分析，成功鉴定出多种细胞类型，构建了多器官单细胞图谱，为后续研究提供了重要基础。
- 多器官损伤特征：在肺组织中，与肺泡形态、液体平衡和表面活性剂相关的基因（如Pdpn、Aqp5、Sftpb等）表达发生变化，影响肺泡功能；肾组织中，足细胞和近端肾小管细胞（PTCs）等的比例和损伤标志物表达改变，反映肾脏损伤情况；肝组织通过蛋白质组学分析发现，肝细胞损伤标志物（如转氨酶 AST、ALT）升高，且蛋白质表达聚类显示细胞损伤和炎症反应相关变化。
- 氧化应激微环境的影响：在肝、肺、肾实质细胞中，氧化应激相关通路（如氧化磷酸化、炎症通路等）被激活。肝实质细胞中，氧化磷酸化在部分亚群早期激活，炎症通路随后增强；肺实质细胞氧化磷酸化普遍激活，氧化应激引发多种损伤机制；肾实质细胞缺氧信号通路活跃，足细胞炎症反应增强，肾小管细胞氧化磷酸化增强。
- 内皮细胞损伤与氧化应激微环境形成：不同器官的内皮细胞（ECs）在敌草快中毒过程中表现各异。肺 ECs 早期受损严重，肝 ECs 有损伤迹象，肾 ECs 早期增殖后期损伤。通过伪时间分析发现不同器官 ECs 激活不同损伤相关通路，还确定了 33 个潜在的泛内皮损伤生物标志物。
- 氧化应激微环境与细胞死亡及多器官损伤的关系：氧化应激微环境诱导 ECs 发生坏死性凋亡和铁死亡，肺免疫细胞中中性粒细胞增多，部分亚群发生细胞死亡并释放炎症因子，损伤实质细胞并抑制 T 细胞活性，加剧多器官损伤。
- 代谢重编程与组织损伤：在肝脏中，敌草快中毒初期代谢和解毒途径激活，随后受抑制，解毒酶表达下降；肾脏免疫细胞在中毒早期发生糖酵解重编程，改变免疫细胞功能和相互作用，促进组织损伤。
- 敌草快诱导组织损伤与纤维化的关系：研究发现敌草快中毒后，肾、肺、肝组织均未出现明显纤维化。肾脏未出现促纤维化细胞和标志物变化，肺组织胶原蛋白表达和相关细胞比例无显著差异，肝脏纤维化相关通路活性稳定。
综合研究结论和讨论部分，这项研究意义重大。它详细阐述了敌草快诱导多器官损伤的分子机制和动态过程，揭示了氧化应激在其中的核心作用。与其他氧化应激诱导毒素不同，敌草快中毒未引发纤维化，这一独特现象为治疗提供了新思路，强调了早期干预保护组织功能的重要性。不过，研究也存在一定局限性，如依赖动物模型、未充分探究长期影响等。未来研究可在人体模型中进一步验证，探索慢性影响及再生治疗方法，为临床治疗敌草快中毒带来新的突破和希望。
