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五味子乙素通过激活NRF2通路缓解赭曲霉毒素A诱导的猪早期胚胎氧化损伤
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月11日 来源:Animal Reproduction Science 2.2
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本研究针对赭曲霉毒素A(OTA)通过氧化应激损害猪早期胚胎发育的问题,探究了中药活性成分五味子乙素(Sch-B)的保护机制。研究发现Sch-B通过激活NRF2/KEAP1通路显著降低ROS和MDA水平,提升谷胱甘肽(GSH)含量,改善线粒体功能,最终提高胚胎囊胚形成率。该研究为防治霉菌毒素导致的生殖毒性提供了新型天然抗氧化剂策略。
赭曲霉毒素A(OTA)作为曲霉和青霉菌产生的次级代谢产物,长期存在于谷物饲料中,对畜牧业繁殖健康构成严重威胁。这种霉菌毒素不仅能通过食物链传递至人体,更因其在生物体内的长半衰期特性,可在生殖器官蓄积引发胚胎发育异常。近年研究表明,OTA通过激活NADPH-CYP450还原酶导致线粒体活性氧(ROS)爆发,进而触发氧化应激、内质网应激(ER stress)和细胞凋亡级联反应。在养猪业中,OTA暴露与卵巢功能障碍、胚胎着床失败存在明确关联,但现有防控手段仍显不足。
面对这一产业难题,韩国忠南国立大学的研究团队将目光投向传统中药五味子的活性成分——五味子乙素(Schisandrin B, Sch-B)。这种源自东亚传统医学的木质素类化合物,早在公元前475年就有安胎记载。现代药理学证实Sch-B具有激活NRF2/KEAP1抗氧化通路、提升谷胱甘肽(GSH)合成的独特功效。研究团队创新性地将其应用于猪体外受精胚胎培养体系,系统评估了Sch-B对OTA毒性的拮抗作用。相关成果发表在《Animal Reproduction Science》期刊,为天然化合物防控霉菌毒素生殖毒性提供了重要理论依据。
研究采用猪体外受精胚胎模型,设置对照组、OTA暴露组(0.5 mg/L)、Sch-B处理组(1 mg/L)及联合处理组。通过胚胎形态学评估、ROS/MDA定量、线粒体膜电位(ΔΨm)检测、凋亡率统计以及NRF2/KEAP1通路基因表达分析等多维度方法,全面解析Sch-B的保护机制。实验所用卵巢和精液均经机构动物伦理委员会批准,确保研究符合伦理规范。
Effects of Sch-B and OTA on the developmental potential of porcine embryos
研究显示OTA暴露使胚胎卵裂率下降23.5%,囊胚形成率降低至对照组的61%。而Sch-B联合处理使囊胚率恢复至对照组的85%,且囊胚细胞数显著增加。qPCR检测发现OTA组凋亡相关基因BAX/BCL-2比值升高2.1倍,Sch-B处理使该比值下降47%。
Discussion
深入机制研究表明,Sch-B通过双重途径发挥作用:直接清除自由基使ROS水平降低68%;同时上调NRF2核转位率达3.2倍,促进下游SOD、CAT等抗氧化酶表达。线粒体功能分析显示,Sch-B使受损的ΔΨm恢复81%,ATP产量提升2.3倍。值得注意的是,联合处理组胚胎的KEAP1蛋白表达量较OTA单独暴露组下降54%,证实NRF2通路激活是核心保护机制。
Conclusion
该研究首次阐明Sch-B通过NRF2/KEAP1通路轴缓解OTA诱导的猪胚胎氧化损伤。Sch-B不仅能直接中和ROS,更重要的是通过表观遗传调控重建细胞内氧化还原平衡。尽管10μM Sch-B未能完全逆转OTA的所有毒性效应,但研究为开发基于天然化合物的胚胎培养基添加剂提供了方向。未来研究可优化给药浓度窗口,并探索Sch-B在体内生殖毒性防控中的应用潜力。这项成果对保障畜牧业繁殖效率、减少抗生素依赖具有重要实践价值,也为传统中药现代化研究提供了范例。
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