S-COS-Se通过恢复免疫平衡和抑制线粒体-细胞焦亡串扰缓解镉诱导的氧化应激、炎症及免疫毒性

本研究针对镉(Cd)暴露导致的脾脏免疫损伤问题，创新性探究了硫酸化壳寡糖硒(S-COS-Se)的干预效果。研究发现S-COS-Se能显著改善Cd诱发的氧化应激（降低MDA/H2O2水平）、抑制NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡（下调GSDME-N表达）、修复线粒体功能（调节Drp1/Mfn2动态平衡），并通过调控CD4+T细胞和巨噬细胞极化恢复免疫微环境平衡。该成果为重金属毒性干预提供了新型硒制剂候选，发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》。

　　

重金属镉(Cd)污染已成为全球性健康威胁，长期暴露可导致多器官损伤，其中脾脏作为免疫中枢器官尤为脆弱。传统干预手段如金属螯合剂存在肝肾毒性，而普通硒制剂生物利用度有限。更棘手的是，Cd通过诱发氧化应激、线粒体功能障碍和异常免疫激活形成恶性循环，但其中线粒体损伤与细胞焦亡(pyroptosis)的交互机制尚未阐明。针对这一科学难题，青岛农业大学的研究团队创新性地将硫酸化修饰与硒元素结合，开发出新型化合物硫酸化壳寡糖硒(S-COS-Se)，系统探究了其对Cd致脾脏毒性的保护作用，成果发表于环境健康领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》。

研究采用24只SD大鼠建立Cd暴露模型（75 mg/L CdCl₂饮水暴露28天），设对照组、Cd组、Cd+S-COS-Se干预组和S-COS-Se单独组。通过检测脾脏系数、氧化应激指标（CAT/T-SOD/GSH）、炎症因子（IL-1β/IL-6/TNF-α）、线粒体功能相关基因（ATP5A/TFAM）表达，结合Western blot分析关键蛋白（NLRP3/GSDME-N/CD68），并运用qPCR、免疫组化和Masson染色等多维度评估干预效果。

3.1 S-COS-Se缓解Cd诱导的脾脏损伤
Cd暴露组脾脏出现显著黑变、重量增加（p<0.01），病理显示白髓萎缩伴淋巴细胞减少。Masson染色证实胶原纤维异常沉积，而S-COS-Se干预使脾脏系数降低21.3%，并改善滤泡结构完整性。

3.2 抗氧化防御系统重建
Cd组脾脏中MDA水平升高2.7倍（p<0.01），T-AOC活性下降58%。S-COS-Se通过激活Nrf2/GLCM/GPX4通路，使GSH含量恢复至对照组90%，H₂O₂清除效率提升2.1倍。

3.3 炎症风暴的精准调控
ELISA显示Cd组IL-18分泌量增加4.5倍，qPCR证实TNF-α mRNA表达上调3.2倍。S-COS-Se选择性抑制TLR4/NF-κB通路，使P-NF-κB蛋白表达降低62%。

3.4 线粒体-焦亡交叉调控
Cd诱发线粒体分裂蛋白Drp1表达增加2.1倍，mt-DNA泄漏量达对照组3.8倍。S-COS-Se通过平衡Drp1/Fis1与Mfn2/Opa1表达（p<0.05），同时抑制GSDME-N孔道形成，阻断Caspase-3依赖的焦亡级联反应。

3.5 免疫微环境重编程
免疫组化显示Cd组CD68⁺巨噬细胞浸润增加，M1型标志物iNOS表达上调4.1倍。S-COS-Se促进M2型转化（Arg1↑2.3倍），并调节T-bet/GATA3平衡使CD4⁺T细胞亚群趋于正常化。

这项研究首次揭示S-COS-Se通过"抗氧化-抗炎-线粒体保护"三重机制拮抗Cd毒性。特别重要的是，发现其能中断线粒体损伤与焦亡的恶性循环（mitochondria-pyroptosis crosstalk），这为重金属免疫毒性干预提供了新靶点。相较于传统硒制剂，S-COS-Se凭借硫酸化基团增强的膜穿透性和寡糖介导的免疫调节优势，展现出更好的转化应用前景。未来研究可进一步探索其对肠道菌群-脾脏轴的影响，以及在不同重金属联合暴露场景下的保护效应。