番茄红素通过抑制氧化应激、坏死性凋亡及炎症缓解玉米赤霉烯酮诱导的鸡睾丸损伤

《Applied Biological Chemistry》：Lycopene alleviates zearalenone-induced testicular damage in chickens by inhibiting oxidative stress, necroptosis, and inflammation

　　

玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）是一种常见真菌毒素，可对雄性动物睾丸产生毒性损伤。虽有研究证实番茄红素（Lycopene，LYC）可拮抗ZEN毒性，但其通过影响氧化应激（Oxidative Stress，OS）、坏死性凋亡（necroptosis）及炎症通路缓解ZEN诱导鸡睾丸损伤的机制尚不清楚。研究人员建立鸡睾丸毒性模型，将75只7日龄雄性鸡随机分为对照组（基础饲粮）、ZEN组（基础饲粮+0.5 mg/kg ZEN）和ZEN-LYC组（基础饲粮+0.5 mg/kg ZEN+5 mg/kg LYC），饲喂60天后安乐死并采集睾丸组织与血液样本。组织学观察显示LYC可减轻ZEN所致睾丸组织损伤；LYC显著削弱ZEN引起的丙二醛（MDA）、过氧化氢（H?O?）和活性氧（ROS）水平升高趋势，同时增强过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）和总抗氧化能力（T-AOC）活性；LYC补充明显缓解ZEN导致的Caspase-8、白细胞介素-10（IL-10）和转化生长因子-β（TGF-β）表达下降，并有效抑制ZEN诱导的受体相互作用丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1（RIPK1）、RIPK3、混合谱系激酶结构域样蛋白（MLKL）、FADD、IL-1β、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和IL-6过表达；免疫荧光分析表明LYC可显著减弱ZEN触发的MLKL与IL-1β荧光强度增加。综上，LYC通过抑制由氧化应激介导的坏死性凋亡通路，在减轻ZEN诱导的鸡睾丸炎症与毒性损伤中发挥显著保护作用。

研究背景方面，玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）作为镰刀菌属产生的真菌毒素，广泛污染谷物与饲料，长期膳食暴露可对人与动物多器官造成不可逆损伤，尤其对雄性生殖系统的睾丸结构与功能、激素分泌及精子质量具有明确毒性。已有报道提示ZEN可激活睾丸细胞焦亡、自噬与凋亡，但氧化应激、坏死性凋亡（necroptosis，一种受体相互作用蛋白激酶1/3-混合谱系激酶结构域样蛋白（RIPK1/RIPK3-MLKL）轴调控的程序性坏死）与炎症三者在其睾丸毒性中的交互机制尚未阐明。番茄红素（Lycopene，LYC）作为天然类胡萝卜素，具备抗氧化、抗炎与抗凋亡活性，并在小鼠肝脏、猪支持细胞等模型中逆转ZEN毒性，但其通过氧化应激-坏死性凋亡-炎症轴拮抗ZEN鸡睾丸损伤的分子机制仍为空白。为此，研究人员以7日龄雄性鸡为对象建立60天饲喂模型，设置对照、ZEN（0.5 mg/kg）与ZEN+LYC（5 mg/kg）三组，从组织形态、氧化还原指标、坏死性凋亡与炎症因子表达、睾酮合成及通路富集多维度解析LYC的保护机制，论文发表于《Applied Biological Chemistry》。

主要关键技术方法上，研究人员采用75只7日龄雄性鸡随机分组饲喂60天的在体队列，结合苏木精-伊红（H&E）染色进行睾丸组织形态学评价；采用南京建成试剂盒测定睾丸匀浆MDA、H?O?、CAT、GSH-PX、T-AOC及DCFH-DA法检测ROS；利用qPCR检测RIPK1、RIPK3、MLKL、FADD、Caspase-8、IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-10、TGF-β及睾酮合成基因STAR、CYP11A1、3β-HSD、CYP17A1、17β-HSD的mRNA相对表达（β-actin内参，2^?ΔΔCt法）；以抗MLKL、抗IL-1β一抗行免疫荧光定位与荧光强度量化；依托Metascape做氧化应激-坏死性凋亡-炎症通路富集，Origin 2021计算Pearson相关性；统计采用单因素ANOVA与Tukey事后检验。

研究结果部分，按原文小标题依次归纳。Histological observation of chicken testes：H&E显示对照组曲细精管上皮排列整齐，ZEN组生精上皮紊乱、空泡变性、管腔变窄且生精细胞脱落，ZEN-LYC组空泡化程度显著减轻，表明LYC保护睾丸组织结构。The effects of ZEN and LYC on oxidative stress indicators in chicken testes：ZEN组MDA、H?O?、ROS极显著升高，CAT、GSH-PX、T-AOC极显著降低；ZEN-LYC组MDA、H?O?下降，GSH-PX、CAT、T-AOC回升，证实LYC缓解氧化应激。The effects of ZEN and LYC on the necroptosis pathway in chicken testes：ZEN组MLKL免疫荧光与mRNA、RIPK1/RIPK3/FADD mRNA上调，Caspase-8下调；ZEN-LYC组MLKL荧光与mRNA、RIPK1/RIPK3/FADD降低，Caspase-8回升，说明LYC抑制RIPK1-RIPK3-MLKL轴坏死性凋亡。The effects of ZEN and LYC on the inflammatory pathway of chicken testes：ZEN组IL-1β荧光与mRNA、TNF-α、IL-6 mRNA升高，IL-10、TGF-β mRNA降低；ZEN-LYC组促炎因子下降、抗炎因子上升，表明LYC减轻炎症。Impact of ZEN and LYC on testosterone levels：ZEN组血清睾酮及STAR、CYP11A1、3β-HSD、CYP17A1、17β-HSD mRNA均极显著受抑，ZEN-LYC组回弹，提示LYC改善睾酮合成。Enrichment and correlation analysis results：富集条目涉及胞质DNA感知、坏死性凋亡信号、过氧化氢应答等；相关性显示SOD1/SOD2/CAT与RIPK1/RIPK3/MLKL及IL-6/TNF-α/IL-1β负相关，与IL-10/TGF-β正相关，支撑“抗氧化增强→抑制坏死性凋亡与炎症”逻辑链。

讨论部分总结：研究人员指出ZEN睾丸毒性的核心是氧化还原稳态破坏，继发RIPK1-RIPK3-MLKL轴坏死性凋亡与IL-1β/TNF-α/IL-6驱动的炎症放大，并抑制Caspase-8与睾酮合成基因。LYC凭借直接清除自由基与提升CAT/GSH-PX/T-AOC能力，切断氧化应激源头，进而下调RIPK1/RIPK3/MLKL/FADD、上调Caspase-8，抑制坏死性凋亡，最终压制促炎因子、恢复IL-10/TGF-β与睾酮合成通路。该结论与猪支持细胞、小鼠肾脏中LYC经Nrf2通路拮抗ZEN的结果互相印证。

研究结论翻译：综上，本研究阐明LYC拮抗ZEN诱导鸡睾丸损伤的新机制——LYC通过抑制由氧化应激介导的坏死性凋亡通路，缓解ZEN诱发的睾丸炎症与毒性损伤，为LYC作为应对ZEN雄性生殖系统损伤的解毒候选物提供科学依据。