硫酸软骨素A-硒纳米颗粒通过SIRT1-AMPK-FOXO3通路激活自噬保护软骨细胞抵抗T-2毒素诱导的氧化应激与线粒体功能障碍

针对T-2毒素导致软骨细胞损伤的难题，西安交通大学附属红会医院团队研究发现：硫酸软骨素A-硒纳米颗粒（CSA-SeNP）通过激活SIRT1-AMPK-FOXO3通路，恢复自噬流并改善线粒体功能，显著减轻氧化应激和细胞凋亡。该研究为软骨退行性疾病的靶向治疗提供了新策略。

　　

在食品污染和环境污染日益严重的背景下，T-2毒素作为一种高度稳定的霉菌毒素，已成为威胁人类健康的重要隐患。这种毒素不仅难以通过常规加工方法去除，还具有显著的软骨细胞毒性，可能导致骨关节炎等退行性关节疾病的发生发展。更令人担忧的是，尽管T-2毒素已被证明能够诱导软骨细胞自噬，但其具体作用机制尚不明确，特别是与SIRT1-AMPK-FOXO3这一关键代谢调控通路的关系仍有待阐明。与此同时，硫酸软骨素A-硒纳米颗粒（CSA-SeNP）作为一种新型纳米材料，虽然显示出软骨保护潜力，但其能否通过调控自噬通路来拮抗T-2毒素的毒性效应，仍是一个悬而未决的科学问题。

针对这一系列关键问题，西安交通大学附属红会医院关节外科的研究团队开展了一项创新性研究。研究人员采用人C28/I2软骨细胞模型，通过多种先进技术手段，系统探究了T-2毒素和CSA-SeNP对SIRT1-AMPK-FOXO3通路及下游细胞事件的影响。研究结果发表在《Ecosystem Services》上，为理解T-2毒素的毒性机制和开发新型软骨保护策略提供了重要理论依据。

研究团队运用了多项关键技术方法：通过吖啶橙（AO）和丹磺酰尸胺（MDC）染色评估自噬活性；采用透射电镜观察细胞超微结构；利用mRFP-GFP-LC3腺病毒追踪自噬流；通过Western blotting分析SIRT1-AMPK-FOXO3通路蛋白表达；并系统检测了氧化应激指标（ROS、MDA、SOD、CAT、T-AOC）和线粒体功能参数（ATP、SDH、ATPases、膜电位）。

研究结果部分揭示了多项重要发现：

3.1. T-2毒素对软骨细胞自噬活性的影响

研究发现T-2毒素以剂量和时间依赖性方式调控自噬。短期（4小时）低剂量（5 ng/mL）暴露可诱导自噬，但抑制自噬溶酶体降解；而长期（12小时）高剂量（20 ng/mL）则全面抑制自噬过程。

3.2. T-2毒素对软骨细胞超微结构和自噬流的影响

透射电镜显示，20 ng/mL T-2毒素处理12小时后，软骨细胞出现胞质溶解和线粒体肿胀，自噬小体显著减少。自噬流分析证实高剂量T-2毒素导致自噬流阻滞。

3.3. T-2毒素对软骨细胞氧化应激水平的影响

T-2毒素显著提高ROS和MDA水平，降低SOD、CAT和T-AOC活性，且20 ng/mL剂量作用更为明显。

3.4. T-2毒素对软骨细胞线粒体功能的影响

JC-1染色显示T-2毒素诱导线粒体膜电位去极化，并降低ATP含量、SDH和ATP酶活性，表明线粒体功能严重受损。

3.5. T-2毒素对SIRT1-AMPK-FOXO3通路相关蛋白和自噬标志物表达的影响

Western blotting分析显示，20 ng/mL T-2毒素处理12小时显著抑制p-SIRT1/SIRT1、p-AMPK/AMPK和p-FOXO3/FOXO3表达，下调LC3-II/I、Beclin1等自噬标志物，同时增加p62和CYCS水平。

3.6-3.8. CSA-SeNP的保护作用

研究发现100 ng/mL CSA-SeNP能有效减轻T-2毒素的毒性：恢复自噬流，改善氧化应激和线粒体功能，部分逆转SIRT1-AMPK-FOXO3通路抑制，降低细胞凋亡。

在讨论与结论部分，研究团队指出，T-2毒素通过剂量和时间依赖性方式影响软骨细胞自噬：短期低剂量可代偿性激活SIRT1-AMPK-FOXO3通路诱导自噬，但抑制自噬溶酶体降解；而长期高剂量则抑制该通路和自噬，导致严重损伤。CSA-SeNP通过激活SIRT1-AMPK-FOXO3通路，恢复自噬稳态，从而保护软骨细胞。

这项研究的科学意义在于：首次阐明T-2毒素通过SIRT1-AMPK-FOXO3通路调控软骨细胞自噬的分子机制；证实CSA-SeNP的软骨保护作用与其调控该通路的能力相关；为开发针对T-2毒素的解毒策略和软骨退行性疾病的治疗提供了新思路。研究结果不仅深化了对环境毒素致软骨损伤机制的理解，也为纳米材料在骨关节疾病中的应用提供了实验依据。