玉米赤霉烯酮通过mtDNA-STING-NFκB轴激活线粒体焦亡导致睾丸及TM4细胞损伤的机制研究

本研究针对玉米赤霉烯酮（ZEA）的雄性生殖毒性机制展开探索。研究人员通过体内外实验证实，ZEA通过诱导线粒体DNA（mtDNA）释放至胞质，激活STING/NFκB通路，进而引发炎症反应和焦亡，最终导致睾丸及TM4细胞损伤。该研究揭示了mtDNA在环境毒素致雄性生殖障碍中的关键作用，为开发线粒体靶向保护策略提供了理论依据。

　　

玉米赤霉烯酮（ZEA）作为谷物中常见的霉菌毒素，长期威胁人类和动物的生殖健康。尽管其雌激素样效应在雌性中的毒性已被广泛研究，但雄性生殖系统的损伤机制仍不明确。尤其令人担忧的是，全球85%以上的饲料被霉菌毒素污染，而玉米及其制品中ZEA检出率高达75%。随着ZEA在啤酒、乳制品等人类食品中的频繁检出，其每日摄入量已接近安全阈值。现有研究表明，ZEA可导致雄性动物睾丸萎缩和精子减少，但线粒体这一关键细胞器是否参与其毒性过程尚属空白。

扬州大学的研究团队在《Chemico-Biological Interactions》发表的研究中，创新性地揭示了ZEA通过线粒体DNA（mtDNA）-STING-NFκB轴诱发睾丸损伤的分子机制。研究采用20 mg/kg ZEA灌胃处理BALB/c小鼠30天，以及0-20 μmol/L ZEA处理TM4细胞24小时的模型，结合组织病理学分析、氧化应激指标检测、Western blot和mtDNA定量等技术，系统评估了ZEA对雄性生殖系统的毒性效应。

ZEA caused sperm and testis damage in mice
实验显示ZEA暴露虽未影响小鼠体重和睾丸系数，但使血清睾酮（T）水平显著降低42%。组织学观察到生精小管萎缩、生精细胞数量减少，且每个曲细精管横截面的细胞核计数下降28%。透射电镜进一步证实支持细胞间紧密连接破坏，血睾屏障（BTB）完整性受损。

Discussion
深入机制研究发现，ZEA诱导线粒体形态异常和功能紊乱，导致mtDNA泄漏至胞质。这些游离的mtDNA作为损伤相关分子模式（DAMP），激活内质网跨膜蛋白STING，进而触发NFκB信号通路。该通路不仅上调炎症因子表达，还通过调控NLRP3炎症小体诱导焦亡（pyroptosis）——一种伴随细胞膜穿孔的炎性程序性死亡。值得注意的是，通过抑制mtDNA/STING/NFκB轴可显著缓解TM4细胞损伤，证实该通路是ZEA毒性的关键介质。

这项研究首次阐明mtDNA在ZEA致雄性生殖损伤中的枢纽作用，为理解环境毒素的生殖毒性提供了新视角。从转化医学角度看，针对线粒体保护的干预策略（如STING抑制剂）或将成为防治ZEA相关不育的新方向。研究结果对制定更精准的食品安全标准和开发生殖保护剂具有重要指导意义，尤其对畜牧业中ZEA污染的防控提供了理论支撑。