硒通过线粒体质量控制与GSH合成拮抗甲基汞毒性的分子机制研究

针对甲基汞(MeHg)中毒缺乏高效解毒剂的难题，研究人员以秀丽隐杆线虫(C. elegans)为模型，揭示了硒(Se)通过促进线粒体融合、增强谷胱甘肽(GSH)合成通路(gss-1/gst-4调控)及激活溶酶体功能，有效逆转MeHg诱导的生殖/神经毒性，为临床开发低毒高效的汞拮抗剂提供了新靶点。

　　

汞污染已成为全球性环境健康威胁，尤其在东亚地区，中国贵州铜矿周边土壤汞含量高达2920 mg/kg。甲基汞(MeHg)作为毒性最强的汞形态，可通过食物链富集引发神经系统损伤和生殖功能障碍，典型案例日本水俣病至今仍敲响警钟。传统螯合剂虽能部分缓解汞中毒，但存在头晕、过敏等副作用，开发高效低毒解毒剂迫在眉睫。

中国科学技术大学（根据基金项目推断）的研究团队创新性地利用模式生物秀丽隐杆线虫(C. elegans)，发现硒(Se)在甲基汞暴露后干预仍能显著修复毒性损伤。通过检测发现，4小时硒处理使虫体内汞含量降低34.3%（166→109 μg/g），同时将谷胱甘肽(GSH)水平从45.5%恢复至79.7%。该成果发表于《Journal of Environmental Sciences》，揭示了硒通过多重机制拮抗汞毒性的分子图谱。

关键技术包括：1）转基因线虫株(CL2166/DA2123/PD4251)的线粒体动态示踪；2）活性氧(ROS)与自噬流检测；3）qPCR分析gss-1/gst-4基因表达；4）激光共聚焦观测生殖细胞凋亡。

【MeHg预处理诱导的生殖毒性和神经毒性被Se有效缓解】
通过检测生殖腺细胞凋亡率发现，甲基汞暴露使凋亡细胞增加2.8倍，而硒处理使其降低57%。在神经行为学实验中，硒使甲基汞导致的身体弯曲频率下降(42→28次/分钟)和头部摆动减弱(18→12次/分钟)均得到显著改善。

【线粒体质量控制机制】
线粒体融合蛋白MFN-1表达上调1.5倍，碎片化线粒体比例从63%降至29%。同时硒通过激活溶酶体水解酶活性，将甲基汞诱导的自噬小体累积量降低41%，表明硒通过"线粒体融合-自噬调控"双途径维持细胞稳态。

【GSH合成通路激活】
分子机制研究表明，硒显著上调γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(gss-1)和谷胱甘肽S转移酶(gst-4)表达2.1倍和1.7倍，促进GSH合成代谢，有效中和甲基汞导致的氧化损伤。

该研究首次阐明硒作为"事后干预剂"的解毒机制：通过增强线粒体质量控制能力、重构GSH抗氧化系统、调节Ca²⁺稳态等多靶点协同作用，逆转甲基汞毒性。这不仅为环境汞污染防护提供新思路，更开创了重金属中毒的"代谢重编程"治疗策略。特别值得注意的是，研究中采用的20小时甲基汞预处理+4小时硒干预方案，高度模拟了临床中毒后给药场景，具有显著的转化医学价值。