《The Journal of Nutrition》：Mitochondrial Fusion Protein Mitofusin-2 Mediates the Protection of Fish Oil Against Porcine Intestinal Injury Induced by Deoxynivalenol
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摘要背景富含 EPA 和 DHA 的鱼油对人类和动物的胃肠道疾病具有有益作用。目的本研究旨在调查鱼油是否能减轻断奶仔猪 DON 诱导的肠道功能障碍和线粒体分裂/融合相关蛋白的异常表达。方法二十四头断奶猪用于 2 × 2 析因设计（每组 6 头猪），因素包括饮食处理（5% 玉米
摘要
背景
富含 EPA 和 DHA 的鱼油对人类和动物的胃肠道疾病具有有益作用。
目的
本研究旨在调查鱼油是否能减轻断奶仔猪 DON 诱导的肠道功能障碍和线粒体分裂/融合相关蛋白的异常表达。
方法
二十四头断奶猪用于 2 × 2 析因设计（每组 6 头猪），因素包括饮食处理（5% 玉米油或鱼油）和 DON 暴露（4 mg/kg DON 或不暴露）。喂食 21 天后，收集肠道样本。IPEC-1 细胞用 41 μM EPA 或 38 μM DHA 处理，伴有或不伴有 0.5 μg/mL DON。使用靶向线粒体分裂/融合相关蛋白（动态相关蛋白 1（Drp1）、线粒体融合蛋白 1（Mfn1）和线粒体融合蛋白 2（Mfn2））的 siRNA 来探索分子机制。
结果
鱼油改善了生长性能（P < 0.05），并增加了包括 Drp1、Mfn1 和 Mfn2 在内的线粒体分裂/融合相关蛋白的表达（P < 0.05），同时恢复了仔猪在 DON 暴露后的空肠形态、消化和屏障功能以及线粒体功能（P < 0.05）。EPA 或 DHA 减轻了 DON 暴露后 IPEC-1 细胞的细胞损伤、线粒体功能障碍、细胞凋亡（P < 0.001），并增加了 Drp1、Mfn1 和 Mfn2 蛋白表达（P < 0.05）。在存在 siDrp1 和 siMfn1 的情况下，EPA/DHA 减轻了细胞损伤、线粒体功能障碍和细胞凋亡（P < 0.001），然而，在存在 siMfn2 的情况下，EPA 或 DHA 不能减轻这些指标（P > 0.05）。
结论
EPA/DHA 对 DON 诱导的肠道损伤的保护作用与 Mfn2 信号密切相关。
引言
脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）是全球谷物及其产品中最普遍的真菌毒素之一，危及人类和牲畜的健康 [1], [2]。其毒性作用包括多种动物物种的生长迟缓、肠道损伤、免疫抑制和生殖功能障碍 [3], [4], [5]。猪对 DON 特别敏感 [6]。因此，营养干预可能在减轻 DON 诱导的肠道损伤方面发挥有益作用
富含 ω-3 多不饱和脂肪酸（PUFA）包括 EPA 和 DHA 的鱼油（FO），因其潜在的健康益处而备受关注 [7]。越来越多的证据表明，FO 在动物模型中减轻胃肠道疾病方面起着关键作用 [8]，促使几个政府营养指南或卫生组织推荐 FO 或 ω-3 PUFA（特别是 EPA 和 DHA）以维持健康 [9]。我们之前的研究表明，FO 在肠道中的有益作用与其对猪炎症的抑制作用有关 [10]。然而，FO 这种有益作用的分子机制仍有待阐明。
线粒体是维持能量稳态必不可少的动态细胞器 [11]。它们的分裂和融合受到关键蛋白的严格调节，如动态相关蛋白 1（Drp1）、视神经萎缩蛋白 1（Opa1）、分裂蛋白 1（Fis1）或线粒体融合蛋白 1（Mfn1）和线粒体融合蛋白 2（Mfn2）[12]。这些蛋白的失调会损害线粒体功能 [12]，影响能量产生、应激反应和细胞凋亡 [13], [14]。过量的线粒体分裂促进细胞凋亡，而增加的线粒体融合发挥抗凋亡作用 [15]。最近的研究报道，线粒体分裂/融合失衡介导了由缺血再灌注（I/R）和炎症引起的组织损伤 [16], [17], [18]。值得注意的是，FO 可以增加骨骼肌中的线粒体数量和氧化能力 [19]，并通过调节小鼠中线粒体动态相关蛋白来改善内皮功能 [20]。我们最近的研究证实，Mfn2 缺乏有助于 DON 诱导的 IPEC-1 细胞肠道上皮损伤 [21]。EPA 和 DHA 有效对抗了 DON 介导的猪肠道模型中的肠道毒性 [22]。然而，目前尚不清楚 FO 及其主要生物活性成分（EPA 和 DHA）是否能靶向 Mfn2 以缓解 DON 诱导的肠道损伤。
因此，我们假设 FO 可以通过调节线粒体分裂/融合相关蛋白的表达，特别是我们之前研究中发现的 Mfn2 蛋白，来减轻断奶猪 DON 诱导的肠道损伤。我们首先调查了 FO 对仔猪 DON 诱导的肠道损伤的保护作用，然后探索了 EPA/DHA（FO 的主要活性成分）和关键线粒体动态蛋白在猪肠上皮细胞系 1（IPEC-1）细胞中的作用，这是一个成熟的体外猪肠道上皮模型，保留了断奶猪肠道的主要生理特征，使用了 siRNA 干扰。
章节片段
动物、饮食和实验设计
二十四头断奶猪（杜洛克 × 大白 × 长白；公猪；体重（BW）为 8.91 ± 0.21 kg；年龄 35 ± 1 天，21 天断奶，断奶后 2 周开始饲喂实验日粮）单独安置在栏舍中。仔猪在随后的 14 天适应阶段（第 21–35 天）饲喂统一的商业教槽料。商业教槽料符合 NRC 断奶猪营养标准，适应期间未施加实验处理。从第 35 天开始，猪只接收相应的
饮食鱼油改善了 DON 暴露后断奶猪的生长性能、肠道结构和功能
暴露于 DON 的猪最终体重、平均日增重（ADG）和平均日采食量（ADFI）较低（P < 0.01）（补充表 3）。在 1-21 天期间观察到 ADG 的 DON×油交互作用（P < 0.05）。在 DON 暴露下，饲喂 FO 的猪在 1-21 天期间的 ADG 高于饲喂 CO 的猪，而在没有 DON 的情况下，两种油处理之间的 ADG 没有差异。在最终体重（P = 0.062）和 1-21 天期间的 ADFI（P = 0.051）方面发现了 DON×油交互作用的趋势，其中饲喂 FO 的猪在 1-21 天期间的最终体重和 ADFI 高于饲喂
讨论
摄入 DON 污染的饲料或食物后，肠道暴露于高浓度的 DON [29]。DON 暴露破坏了猪的肠道线粒体结构和功能 [30], [31]。FO 是 EPA 和 DHA 的主要来源，在人类或动物的肠道疾病中起保护作用 [10]。我们的研究首次探索了 DON 暴露后 FO 对断奶猪生长性能的作用。我们发现 DON 暴露降低了仔猪的生长性能，这与
作者贡献
作者的责任如下 - KX 和 YLL：设计研究；MFZ、QQL、QLX、HQG、XYX、JJG、SKC 和 JJG：进行研究；YLL 和 KX：分析数据；KX：撰写论文；YLL 和 JCZ：修改论文；YLL：对论文负主要责任；所有作者：阅读并批准最终手稿。
数据可用性
手稿中描述的数据将在待定后根据要求提供。
伦理声明
本研究涉及动物的所有实验程序均按照武汉轻工大学动物护理和使用委员会批准的方案进行（批准号 WPU201911003）。
资金
本研究由国家重点研发计划（项目编号 2022YFD1300403）资助。
肖侃|张明芳|吕青青|徐奇龙|公寒秋|徐晓晔|郭俊杰|陈少奎|赵江潮|刘玉兰
中国武汉市，武汉轻工大学，湖北省动物营养与饲料科学重点实验室
