黄芪总黄酮联合富硒酵母通过Keap1/Nrf2/HO-1通路缓解玉米赤霉烯酮诱导的小鼠睾丸损伤机制研究

【字体: 时间:2025年08月03日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.1

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  为解决玉米赤霉烯酮(ZEA)引发的雄性生殖毒性问题,延边大学农业学院团队通过网络药理学预测和动物实验验证,发现黄芪总黄酮(TFA)联合富硒酵母(SeY)能通过抑制炎症因子、激活Keap1/Nrf2/HO-1抗氧化通路及阻断线粒体/死亡受体凋亡途径,显著改善ZEA导致的精子质量下降、血睾屏障破坏等睾丸损伤。该研究为中药与微量元素联合防控霉菌毒素生殖毒性提供了新策略。

  

霉菌毒素污染是威胁人类和动物健康的全球性问题,其中玉米赤霉烯酮(ZEA)作为常见的真菌代谢产物,因其稳定的理化特性难以通过常规加工消除。这种环境内分泌干扰物会破坏雄性生殖功能,导致精子发生障碍和不育,但现有物理化学解毒方法存在效率低、成本高等局限。面对这一挑战,延边大学农业学院的研究团队创新性地将传统中药黄芪的有效成分与微量元素硒结合,探索其对ZEA生殖毒性的协同防护机制,相关成果发表在环境健康领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》。

研究人员首先采用网络药理学筛选出36个TFA与SeY抗睾丸损伤的交叉靶点,包括IL1B、CASP3等关键基因,预测其作用涉及炎症、氧化应激和凋亡通路。随后通过动物实验验证:将40只雄性昆明小鼠分为对照组、ZEA染毒组及三个干预组,连续干预14天后,通过精子质量分析、电镜观察、TUNEL染色等技术评估睾丸功能,并检测氧化应激指标和凋亡相关蛋白表达。

研究结果显示:ZEA暴露导致小鼠精子浓度下降45%、畸形率升高至32%,睾丸组织中活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)水平显著上升,同时伴随Keap1/Nrf2/HO-1通路抑制和线粒体结构破坏。而TFA与SeY联合干预展现出显著协同效应——不仅使精子活力恢复至正常水平85%,还通过以下多途径发挥保护作用:(1)抗炎方面:降低血清TNF-α、IL-6等炎症因子水平;(2)抗氧化方面:激活Keap1/Nrf2/HO-1通路,使超氧化物歧化酶(SOD)活性提升2.1倍;(3)抗凋亡方面:下调Bax/Caspase-9等促凋亡蛋白,同时上调Bcl-2抗凋亡蛋白表达。

组织病理学观察进一步证实,联合治疗组睾丸生精小管结构基本恢复正常,血睾屏障完整性得到修复,细胞凋亡率从ZEA组的46%降至9%。分子机制研究表明,TFA与SeY共同调控死亡受体(Fas/FasL)和线粒体双重凋亡途径,其作用靶点与网络预测结果高度吻合。

这项研究的突破性在于首次系统阐释了中药活性成分与微量元素的协同解毒机制。相较于单一成分,50 mg/kg TFA与0.4 mg/kg SeY联用可使抗氧化酶活性提高30-50%,显著优于单独使用效果。该成果不仅为防控ZEA污染提供了经济有效的解决方案,更开创了"中药-微量元素"联合应用的新模式,对开发生殖系统保护剂具有重要指导价值。后续研究可进一步探索该组合在畜禽养殖和食品安全领域的应用潜力。

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