《Journal of Hazardous Materials》：T-2 Toxin Induces Glycometabolic Reprogramming in Chondrocytes via a MALAT1/p38?Mediated ceRNA Regulatory Axis
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•T-2毒素通过MALAT1/miR-15b-5p/MAP2K3轴在软骨细胞中激活p38 MAPK。•MALAT1/p38轴驱动软骨细胞基质降解和糖酵解重编程。•抑制p38或补充胰岛素可缓解大鼠T-2毒素软骨损伤。•MALAT1升高和血清乳酸升高独立关联于克山-贝氏病（KBD
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T-2毒素通过MALAT1/miR-15b-5p/MAP2K3轴在软骨细胞中激活p38 MAPK。
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MALAT1/p38轴驱动软骨细胞基质降解和糖酵解重编程。
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抑制p38或补充胰岛素可缓解大鼠T-2毒素软骨损伤。
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MALAT1升高和血清乳酸升高独立关联于克山-贝氏病（KBD）和骨关节炎（OA）。
引言
霉菌毒素是真菌在谷物生长、储存和运输过程中产生的有毒次级代谢产物，是全球最普遍的膳食环境污染物之一[1]。长期低剂量暴露于这些霉菌毒素可引发多系统毒性，并已被认为与多种地方病和慢性病的发病机制有关，构成重大公共卫生挑战[2]。克山-贝氏病（Kashin–Beck disease, KBD）是一种地方性变形性骨关节炎，特征为关节软骨深层坏死，随后继发退变。该病主要累及儿童和青少年的骨骺软骨，严重者可进展为关节肿大、活动受限，导致终身残疾[3]。尽管其病因尚未完全阐明，但越来越多的流行病学和实验证据表明，慢性膳食暴露于T-2毒素——一种由污染本地谷物的镰刀菌属（Fusarium）产生的单端霉素类霉菌毒素——是导致KBD发展的主要环境因素[4]。
作为与KBD相关的主要环境毒素，T-2毒素由于其广泛存在和显著的化学稳定性，通过摄入小麦和玉米等受污染的主食轻松进入人体，并优先蓄积于代谢活跃的组织，包括关节软骨[5]、[6]。在中国KBD流行地区开展的现场调查显示，当地生产的谷物中T-2毒素污染率较高，膳食暴露量远高于非流行地区[4]、[7]。此外，在大鼠中慢性低剂量口服T-2毒素可复制KBD的特征性病理改变，包括软骨坏死、细胞外基质降解和生长板病变[8]。迄今为止，大多数研究主要关注其直接的致病理效应，如软骨细胞凋亡、氧化应激和细胞外基质代谢失衡[9]、[10]。然而，其潜在的调控机制尚不清楚，尤其是软骨细胞的代谢重编程以及控制这些代谢改变的下游信号网络。
除了这些直接的致病理效应外，驱动软骨损伤的下游信号机制仍知之甚少。在丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）家族中，p38 MAPK是一种重要的应激响应激酶，参与软骨退变，并作为细胞能量代谢的关键调控因子。我们此前的研究表明，T-2毒素诱导软骨细胞中p38 MAPK异常激活，从而促进细胞外基质降解[11]。然而，导致p38持续激活的下游机制在很大程度上仍未明确。此外，除介导细胞外基质降解外，p38信号是否还通过破坏细胞能量稳态导致软骨损伤，尚未得到系统研究。
关节软骨是一种无血管、无神经组织，其特征是低氧微环境，其中软骨细胞主要依赖糖酵解产生能量[12]。新近证据表明，葡萄糖代谢重编程，其特征为有氧糖酵解增强和胰岛素信号受损，是骨关节炎（OA）等退行性软骨疾病的标志。过高的糖酵解通量促进乳酸积累和微环境酸化，进而上调细胞外基质（ECM）降解酶，加速基质降解，从而建立代谢功能障碍和软骨破坏的恶性循环[13]、[14]。p38 MAPK也被认为是葡萄糖代谢的关键调控因子。它负性调节胰岛素信号，导致细胞胰岛素抵抗[15]，同时通过上调限速糖酵解酶促进糖酵解[16]。然而，T-2毒素是否通过激活p38信号通路破坏软骨细胞葡萄糖代谢仍未知。
长链非编码RNA（lncRNA）介导的竞争性内源RNA（ceRNA）网络已成为退行性软骨疾病中细胞外基质稳态的重要调控因子[17]。在OA中已鉴定出多个参与细胞外基质代谢的ceRNA调控轴[18]，而KBD软骨的全转录组测序已揭示非编码RNA的广泛失调[19]。然而，以往研究主要关注ceRNA网络对软骨细胞凋亡和细胞外基质代谢的直接调控[20]。ceRNA介导的调控是否参与T-2毒素暴露后p38依赖的葡萄糖代谢重编程仍未知。同样，T-2毒素是否通过特定的ceRNA轴激活p38信号，从而协同促进细胞外基质降解和葡萄糖代谢功能障碍，也有待确定。
基于这些观察，我们假设T-2毒素通过lncRNA介导的ceRNA调控轴维持p38 MAPK的过度激活，从而驱动软骨细胞的细胞外基质降解和葡萄糖代谢重编程。为验证这一假设，我们整合了T-2毒素暴露大鼠软骨的mRNA和miRNA测序，以鉴定失调的信号通路和ceRNA轴的关键组分。随后，我们在C28/I2人软骨细胞中利用双荧光素酶报告基因分析和挽救实验阐明了通路激活、细胞外基质代谢和葡萄糖代谢的调控机制。最后，通过将p38 MAPK的药理抑制和胰岛素补充与大鼠模型相结合，并在KBD流行地区开展病例-对照研究，评估了该调控轴在体内和临床上的相关性。总之，本研究揭示了T-2毒素诱导的软骨毒性的一个此前未被认识的机制，并为环境相关骨关节炎提供了潜在的生物标志物和治疗靶点。
部分片段
实验动物与大鼠模型
三周龄雄性无特定病原体（SPF）斯普雷格-戴维（SD）大鼠（60–90 g）购自北京维通利华实验动物技术有限公司[SCXK（京）2016-0006]。动物在哈尔滨医科大学实验动物中心SPF条件下饲养，维持12 h明/暗循环，温度20–25 °C，相对湿度40–60%，自由饮食标准饲料和水。经过一周适应期后，大鼠被随机分配
软骨形态
H&E染色显示，对照大鼠的关节软骨呈现出良好的区带结构。静止区软骨细胞均匀分布，增殖区软骨细胞形成规则的柱状排列（绿色箭头），肥大区和钙化区呈现正常形态。相比之下，经过4周T-2毒素暴露后，软骨表现出明显的结构破坏，以增殖区柱状排列丧失为特征
讨论
通过整合体外和体内功能实验与人类病例-对照研究，本研究阐明了T-2毒素诱导软骨损伤的调控机制。机制上，靶向和挽救实验表明，T-2毒素上调lncRNA MALAT1，后者通过ceRNA机制海绵吸附miR-15b-5p，解除其对MAP2K3的转录后抑制，维持p38 MAPK激活，驱动软骨ECM降解和葡萄糖代谢
结论
本研究鉴定出一个此前未被认识的MALAT1/miR-15b-5p/MAP2K3 ceRNA轴，该轴在T-2毒素诱导的软骨损伤过程中维持p38 MAPK激活，从而协调细胞外基质降解和葡萄糖代谢重编程。通过整合环境暴露、机制实验、动物干预和人类病例-对照研究的证据，我们的发现为T-2毒素软骨毒性的分子基础提供了新见解，并突出了MALAT1和
环境意义
T-2毒素是一种天然存在的镰刀菌属（Fusarium）单端霉素类霉菌毒素，在全球范围内污染谷物作物，并通过膳食途径进入人体和动物体内，使T-2毒素成为一种真实的环境污染物；慢性膳食暴露是地方性骨关节炎克山-贝氏病的主要环境病因。本研究在环境相关条件下进行，使用灌胃剂量，人体等效水平与高剂量人群膳食暴露相当
伦理批准与参与同意
动物实验和流行病学调查经哈尔滨医科大学地方病防治中心医学伦理委员会批准（批准号：hrbmuecdc20200905，2020年9月5日；hrbmuecdc20230903，2023年9月3日）。
资金
本工作得到国家自然科学基金资助（批准号：82574218）。
CRediT作者贡献声明
于谦：数据整理。李家鑫：调查研究。崔思璐：方法论。焦哲：监督，资金获取。于军：方法论。孙殿军：撰写-审阅与编辑，监督，资金获取，概念设计。杨文静：方法论，数据整理。孙红娜：撰写-审阅与编辑，监督，方法论，资金获取，概念设计。王秋英：调查研究，数据整理。张雨琪：调查研究。储芳：撰写-原始稿件，
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
我们感谢密山市疾病预防控制中心在流行病学现场调查期间的支持。
陆春清|储芳|王秋英|杨文静|于军|崔思璐|李家鑫|于谦|王胜|刘佳颖|刘智鹏|任晓晗|张雨琪|焦哲|孙殿军|孙红娜
