《NeuroToxicology》：T-2 Toxin Disrupts Alzheimer’s-relevant App/Tau Homeostasis via Circadian-p53-Senescence Crosstalk: Evidence from Human Neuroblastoma Cells
编辑推荐：
•T-2 毒素通过 CLOCK–p53–衰老轴破坏 APP/Tau 稳态。•T-2 毒素在激活 p53 信号通路的同时重新编程昼夜节律 CLOCK 节律性。•CLOCK 和 p53 共同调节 Tau 积累和 APP 失调。•衰老溶素治疗可部分恢复 T-2 毒素暴露后的阿尔茨海
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T-2 毒素通过 CLOCK–p53–衰老轴破坏 APP/Tau 稳态。
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T-2 毒素在激活 p53 信号通路的同时重新编程昼夜节律 CLOCK 节律性。
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CLOCK 和 p53 共同调节 Tau 积累和 APP 失调。
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衰老溶素治疗可部分恢复 T-2 毒素暴露后的阿尔茨海默病相关蛋白质稳态。
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环境霉菌毒素可能通过昼夜节律功能障碍促进阿尔茨海默病相关病理进程。
引言
霉菌毒素是普遍存在的环境危害，其中 T-2 毒素是三孢烯类化合物的一员，是最强效的霉菌毒素之一。研究证实它对中枢神经系统有毒性，并对细胞稳态产生广泛影响 (Wang et al., 2024b)。T-2 毒素在谷物和谷物类食品中常受到监测。其污染水平因地区、收获年份和储存条件而异，这使得人们通过日常饮食反复暴露于低剂量 T-2 毒素具有生物学合理性 (Mahato et al., 2022)。一旦进入血液，T-2 毒素可通过循环系统进入大脑。这会破坏血脑屏障并直接影响中枢神经系统 (Guo et al., 2023)。T-2 毒素会导致氧化应激、线粒体功能障碍和炎症反应，从而导致神经元功能障碍、氧化损伤和凋亡 (Song et al., 2024)。值得注意的是，霉菌毒素暴露已被认为是神经退行性疾病的易感因素 (Nguyen et al., 2022)，然而 T-2 毒素是否能通过可测试的信号通路重塑经典的阿尔茨海默病（AD）相关蛋白仍知之甚少。
AD 在数十年间发展，受老龄化和侵蚀神经元蛋白质稳态的外源性应激因子共同影响。主要的神经病理异常包括 β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块积聚、由 tau 蛋白过度磷酸化引起的神经纤维缠结、与氧化应激相关的线粒体功能障碍以及慢性神经炎症 (Knopman et al., 2021)。APP 被鉴定为 Aβ肽的前体，APP 及其切割产物对于营养供给和突触功能至关重要 (Cho et al., 2022)。这意味着 APP 表达的过高和过低在不同背景下可能产生不同的效应。具体而言，APP 水平升高可能会加重内体 - 溶酶体系统的压力 (Hung et al., 2024)。然而，在兴奋性神经元中，APP 功能障碍可能会破坏皮层 - 海马回路的动态活动 (Harris et al., 2025)。相比之下，Tau 相关的病理变化与神经元功能障碍联系更为紧密。这种病理容易因细胞应激而恶化，其作用机制是破坏 Tau 磷酸化和清除的调节，从而加速疾病进展 (Wuestefeld et al., 2023)。
昼夜节律通过核心的转录 - 翻译反馈环定时广泛的神经内分泌、免疫和代谢程序，维持系统和组织稳态，其中 BMAL1–CLOCK 驱动 PER/CRY 表达，进而抑制 BMAL1–CLOCK (Takahashi, 2017)。在神经系统中，这种分子钟为神经元蛋白质稳态提供了时间支架。它通过将节律性基因表达与振荡性翻译联系起来，协调细胞活动以符合生理节律来实现这一点 (Zhuang et al., 2023)。昼夜节律紊乱在 AD 中很常见，并越来越被视为不仅仅是下游症状 (Nassan and Videnovic, 2022)，然而时钟重编程协同驱动 Tau 病理并扰动 APP 加工和清除的因果分子途径仍未完全定义。因此，由于 BMAL1–CLOCK 输出与翻译和蛋白质稳态程序接口，应激诱导的 CLOCK 重塑可作为上游设定点，偏向 Tau 磷酸化/清除和 APP 稳态。
细胞衰老是一种持久的应激反应，其特征是稳定的生长停滞和动态的衰老相关分泌表型（SASP），后者可传播炎症和组织功能障碍 (Gorgoulis et al., 2019)。在老化大脑中，衰老胶质细胞充当炎症枢纽，其代谢已重新配置以连接线粒体功能障碍和脂质失调。在此界面上，p53 充当动态编码的应激检查点，促进衰老并加剧 Tau 病理 (Byrns et al., 2024, Wan et al., 2025)。信息编码模型表明，实验性地改变 p53 动力学从脉冲式到持续信号通路，可以重新编程靶基因诱导并使细胞易感于衰老等终末结果 (Purvis et al., 2012)。昼夜节律与 p53 之间的相互作用是双向的。p53 可以通过与 BMAL1-CLOCK 复合物在 Per2 启动子上结合竞争来直接影响生物钟 (Miki et al., 2013)。同时，已有研究表明核心昼夜节律机制的失调可加速细胞衰老 (Liang et al., 2022)。至关重要的是，昼夜时钟的时间信号如何作用于 p53 动力学以偏向允许衰老、破坏蛋白质稳态的状态，进而塑造下游 Tau/APP 失衡，仍未解决。
我们检验了假设，即 T-2 毒素参与 CLOCK–p53–衰老轴以重塑 AD 相关的蛋白质稳态。我们在人神经母细胞瘤 SH-SY5Y 细胞中探究了此通路，这是一种广泛使用的类神经元平台，表达关键的 AD 相关蛋白，支持 APP 加工和 Tau 磷酸化分析，并且易于进行昼夜节律同步化 (Sutinen et al., 2014)。使用时间分辨谱分析和针对 CLOCK、p53 及衰老细胞负担的靶向扰动，我们定义了 APP 和 Tau 反应的时序顺序。出乎意料的是，T-2 毒素引发了强烈的 Tau 反应，伴随 APP 的非典型减少，指向一种毒素驱动、时钟链接的应激程序，该程序偏向 AD 相关的蛋白质稳态。
章节摘要
化学品
T-2 毒素 (MSS1023) 购自 Pribolab (山东，中国)。人白细胞介素 1β (IL-1β) 检测试剂盒 (SYP-H0083)、人白细胞介素 6 (IL-6) 检测试剂盒 (SYP-H0064) 和人肿瘤坏死因子 α (TNF-α) 检测试剂盒 (SYP-H0070) 由 UpingBio (杭州，中国) 提供。地塞米松 (S1322) 购自 Selleck (上海，中国)。CLOCK 抑制剂 CLK8 (HY-148765)、p53 功能抑制剂 Pifithrin-α 氢溴酸盐 (PFT-α; HY-15484) 和衰老溶素达沙替尼 (HY-10181)
T-2 毒素激活以 p53 为中心的转录应激程序
我们对 SH-SY5Y 细胞对 T-2 毒素的早期转录组反应进行了谱分析 （图 1）。分层聚类热图显示 T-2 毒素处理组样本与对照组样本之间有明显的分离。这意味着 T-2 毒素在 12 h （图 1 A) 内改变了 SH-SY5Y 细胞的基因转录方式。与此分离结果一致，火山图分析 （图 1B) 显示 T-2 毒素极大地改变了转录，且有 721 个差异表达基因 (DEGs)
讨论
我们结合转录组学、昼夜节律谱分析和靶向扰动来描绘 T-2 毒素如何重塑 AD 相关蛋白。低纳摩尔 T-2 毒素触发了以 p53 为中心的转录应激程序，重新参数化了 CLOCK 节律性，并诱导了类似衰老的状态。时间分辨分析揭示了显著的时间分歧，即 APP 的快速下降和 P-Tau 及 T-Tau 的持续增加，伴随炎症细胞因子的动态释放。机制上，
结论
我们的研究确定 T-2 毒素为一种环境触发因素，可通过 CLOCK–p53–衰老轴驱动偏向 Tau 的、AD 相关的蛋白质组重塑（图 8）。通过解析事件顺序和应用靶向扰动，我们证明 CLOCK 和 p53 共同塑造了一种类似衰老的程序，该程序增强 Tau 磷酸化，同时伴随 APP 的非典型减少。衰老溶素清除部分逆转了这种蛋白质稳态状态，强调了
资金
本工作得到国家自然科学基金 (项目编号 32373073)、湖北省科技计划项目 (2025EHA016) 以及 MH CZ - DRO (UHHK, 00179906) 和 Excellence FIM UHK 2203 项目的支持。
CRediT 作者贡献声明
Qinghua Wu：撰写 – 审阅与编辑，监督，获取资金，概念化。Kamil Kuca：撰写 – 审阅与编辑，监督，概念化。Tong Nie：撰写 – 原始草稿，方法论，调查。Junyao Li：撰写 – 原始草稿，方法论，调查。Denian Yang：撰写 – 审阅与编辑，验证，形式分析。Eugenie Nepovimova：撰写 – 审阅与编辑，形式分析，数据整理。Shiqing Tan：撰写 – 原始草稿，方法论，
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本论文报告的工作。
Tong Nie|Junyao Li|Shiqing Tan|Shixiang Chen|Denian Yang|Eugenie Nepovimova|Qinghua Wu|Kamil Kuca
