脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)通过结合核糖体抑制斑马鱼PAC2成纤维细胞增殖的分子机制研究

本研究针对水产饲料中普遍存在的霉菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)污染问题，通过RNA-seq、GSEA、分子对接和免疫荧光等技术，首次系统揭示了DON通过结合核糖体、抑制DNA复制、阻滞细胞周期和干扰有丝分裂等多途径抑制斑马鱼PAC2成纤维细胞增殖的分子机制，为水产养殖中DON毒性防控提供了重要理论依据。

　　

水产饲料中霉菌毒素污染一直是困扰养殖业的重要问题。脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)作为最常见的霉菌毒素之一，在全球范围内污染率居高不下——中国饲料中检出率高达57.53%-96.4%，全球小麦污染率超过60%。这种化学性质稳定的毒素能通过食物链蓄积，导致鱼类生长迟缓、免疫力下降甚至死亡。然而，DON对鱼类细胞增殖的具体影响机制尚不明确，这严重制约了水产养殖中DON毒性的防控策略制定。

针对这一科学问题，济宁医学院林鹤院士新医药与临床转化工作站的研究团队以斑马鱼PAC2成纤维细胞为模型，开展了一系列创新性研究。研究人员采用CCK-8法检测细胞活力，通过EdU掺入实验评估DNA复制活性，结合RNA-seq转录组测序和GSEA基因集富集分析系统筛选关键通路，并运用分子对接技术验证DON与核糖体的相互作用，最后通过免疫荧光和流式细胞术等实验验证表型变化。相关成果发表在环境毒理学领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。

研究结果部分，3.1小节显示DON以剂量依赖性方式显著抑制细胞增殖，48h和96h的IC₅₀分别为619.8和544.6 ng/mL。3.2小节的RNA-seq分析发现DON处理导致核糖体、DNA复制等通路关键基因显著下调。3.3小节进一步证实核糖体通路中rps9、rpl7等基因表达量随DON浓度升高而降低。3.4小节的分子对接结果显示DON与斑马鱼核糖体的结合能达-8.4 kcal/mol，通过氢键与18s RNA特异性结合。3.5小节发现DON处理使G2/M期细胞比例增加，S期细胞减少，并诱发多核细胞形成（1000 ng/mL组达6.5%）。3.6小节显示细胞外基质(ECM)成分col9a1a、fn1b等基因表达显著下调，纤维连接蛋白发生异常聚集。3.7小节则首次报道DON激活自噬-动物(atg7、ulk1a)和线粒体自噬-动物(bnip3)信号通路。

讨论部分指出，该研究首次系统阐明了DON通过"三位一体"的分子机制抑制鱼类细胞增殖：直接结合核糖体抑制蛋白质合成；下调ECM-整合素受体相互作用；干扰DNA复制和细胞周期进程。特别值得注意的是，DON诱发有丝分裂异常导致多核细胞形成，这为解释其致畸作用提供了新视角。研究还发现细胞通过激活自噬途径应对DON毒性，这为开发基于自噬调节的解毒策略提供了理论依据。该成果不仅填补了DON鱼类细胞毒性机制研究的空白，也为制定水产饲料安全标准和开发新型霉菌毒素解毒剂奠定了重要基础。