姜黄素可减轻DEHP对雏鸡脾脏的免疫毒性作用:这与Mfn2-mtROS相关的线粒体稳态机制有关

《Environmental Pollution》:Curcumin attenuates DEHP-induced splenic immunotoxicity in chicks: involvement of Mfn2-mtROS-associated mitochondrial homeostasis

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月13日 来源:Environmental Pollution 7.2

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   摘要 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是一种普遍存在的环境污染物,常在环境和食品相关样本中被检测到,并与免疫系统失调和炎症损伤有关。然而,DEHP诱导的脾脏免疫毒性的机制及其潜在的干预策略仍不完全清楚。在此研究中,我们结合了体内鸡模型和体外细胞系统,探讨姜黄素是否通

  

摘要

邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是一种普遍存在的环境污染物,常在环境和食品相关样本中被检测到,并与免疫系统失调和炎症损伤有关。然而,DEHP诱导的脾脏免疫毒性的机制及其潜在的干预策略仍不完全清楚。在此研究中,我们结合了体内鸡模型和体外细胞系统,探讨姜黄素是否通过调节线粒体稳态来减轻DEHP诱导的脾脏损伤。DEHP暴露显著损害了生长表现,增加了脾脏指数,引起了组织病理学和超微结构的损伤,并提高了炎症细胞因子的产生。这些变化伴随着线粒体功能障碍、mtROS(活性氧)的过量积累、Mfn2/Drp1信号的失调、巨噬细胞向M1型极化的转变,以及凋亡、焦亡和坏死相关的信号通路的变化。综合网络药理学、分子对接、分子动力学模拟、蛋白质稳定性实验和药理学干预的结果表明,Mfn2可能是姜黄素保护作用的相关分子。姜黄素减少了mtROS的积累,改善了线粒体膜电位和ATP的产生,限制了细胞质中的mtDNA释放,并抑制了巨噬细胞向M1型极化的转变以及多种程序性细胞死亡相关信号通路。总体而言,这些发现表明线粒体功能障碍促进了DEHP诱导的脾脏免疫毒性,而调节Mfn2和mtROS相关的线粒体稳态可能参与了姜黄素的保护作用。这项机制学研究提供了鸟类模型的证据,但并不直接代表典型的环境暴露情况或确定其对人类健康的影响。

引言

邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是一种广泛分布的环境污染物,也是消费品中最常用的增塑剂之一。由于其与聚合物基质的结合较弱,DEHP很容易释放到环境中,并且经常在空气、水和食品中被检测到(Halden, 2010; Heudorf et al., 2007)。作为一种典型的内分泌干扰化学物质,DEHP与氧化应激、免疫功能障碍和生殖毒性有关(Liu et al., 2023; Yang et al., 2022)。在免疫器官中,脾脏是DEHP毒性的一个重要目标,先前的研究已经证明了DEHP会导致脾脏组织的氧化和线粒体损伤(Dai et al., 2022)。研究表明,DEHP暴露会在鸟类和鱼类模型中引起脾脏氧化失衡、炎症细胞因子的产生和细胞死亡(Lyu et al., 2024; Yu et al., 2019)。然而,线粒体功能障碍与DEHP诱导的脾脏炎症损伤之间的机制联系尚未得到充分阐明。
线粒体功能障碍日益被认为是污染物诱导的炎症损伤中的一个重要因素。线粒体动力学的破坏会损害线粒体生物能量代谢,降低线粒体膜电位,并增加ROS的产生(Galloway et al., 2012; Liesa and Shirihai, 2013)。线粒体功能障碍还可以促进mtDNA释放到细胞质中,在那里它作为损伤相关的分子信号来激活细胞质中的DNA感知通路并放大炎症反应(West et al., 2015)。在线粒体稳态的调节因子中,线粒体融合素2(Mfn2)因其在线粒体融合和质量控制中的作用而受到特别关注。新兴证据表明,Mfn2相关线粒体信号通路的变化与氧化应激和免疫失调密切相关(Lloberas et al., 2020; Zanfardino et al., 2025)。此外,过量的mtROS已被证明会促进巨噬细胞向M1型极化,并参与炎症性细胞死亡(Malireddi et al., 2019; Yuan et al., 2019)。这些发现表明,Mfn2和mtROS相关信号通路的变化可能将线粒体功能障碍与DEHP诱导的脾脏炎症损伤联系起来。
姜黄素是一种从姜黄中提取的天然多酚化合物,具有抗氧化和抗炎特性,据报道可以在多种组织损伤模型中维持线粒体稳态并调节免疫反应(Fuloria et al., 2022)。先前的研究表明,姜黄素可以缓解线粒体压力,抑制促炎细胞因子的产生,调节巨噬细胞极化,并通过线粒体相关信号通路改善线粒体的形态和功能(Deng et al., 2024; Hou et al., 2024; Lan et al., 2024; Zhou et al., 2022)。这些观察结果表明,姜黄素可能通过调节线粒体稳态和mtROS相关的炎症信号通路来保护脾脏免受DEHP引起的炎症损伤。在本研究中,我们探讨了Mfn2和mtROS相关的线粒体变化是否参与了姜黄素对巨噬细胞M1极化以及凋亡、焦亡和坏死相关信号通路的影响。我们使用了体内和体外模型,结合网络药理学、分子对接、分子动力学模拟、蛋白质稳定性实验和药理学干预方法。所使用的DEHP剂量超过了典型的环境背景暴露水平,旨在产生可重复的亚急性损伤表型以识别机制学风险;不应将其解释为常规环境暴露的定量模拟。因此,该研究的目的是在当前实验条件下定义生物学反应,并评估姜黄素作为这种鸟类模型中的保护剂的效果。

段落片段

动物处理

所有动物实验均获得了东北农业大学动物伦理委员会(NEAUEC20220339)的批准。从中国哈尔滨购买了101日龄的雄性Arbor Acres(AA)肉鸡,将其饲养在东北农业大学生物医学研究中心,提供自由采食和饮水。经过7天的适应期后,将鸡随机分为四组(每组25只):对照组(Con)、姜黄素组(Cur)、DEHP组和DEHP+姜黄素组。

姜黄素减轻了DEHP诱导的脾脏炎症损伤

为了评估姜黄素对DEHP诱导的脾脏损伤的保护作用,将鸡分别用姜黄素、DEHP或其组合处理35天(图1A)。DEHP暴露显著损害了生长表现,并增加了脾脏指数,表明脾脏肿大和损伤(图1B, C)。组织病理学分析显示,DEHP暴露的鸡脾脏存在明显的结构破坏,伴有类似凋亡和坏死的病变(图1D)。

讨论

本研究将鸡脾脏、HD11巨噬细胞、MSB1淋巴细胞和Transwell共培养的结果结合起来,对DEHP相关的损伤进行了序贯分析。在当前的高剂量实验条件下,DEHP暴露伴随着线粒体稳态的破坏、氧化应激、巨噬细胞向M1型极化的转变,以及凋亡、焦亡和坏死相关信号通路的变化。姜黄素缓解了这些变化。

结论

总之,在当前实验条件下,DEHP暴露与脾脏炎症损伤、氧化应激、线粒体功能障碍、巨噬细胞向M1型极化以及凋亡、焦亡和坏死相关信号通路的变化有关。姜黄素通过改善线粒体稳态和调节Mfn2和mtROS相关的反应减轻了这些变化。研究结果确定了Mfn2相关的线粒体调节机制作为一个可能的机制。

作者贡献声明

赵晓宇:写作——审稿与编辑、方法学、数据分析。赵博林:写作——审稿与编辑、初稿撰写、实验设计、数据分析。郭荣:验证。黄晓丹:写作——审稿与编辑、监督、资金获取。徐玥:数据分析。刘悦:写作——审稿与编辑、方法学、数据分析。李光星:监督、方法学、概念提出

伦理声明

本研究遵循ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。该研究获得了东北农业大学的批准(批准编号:NEAUEC20220339)。

数据可用性

本研究支持的数据包含在文章及其补充材料中。如需更多原始数据,可向相应作者提出合理请求。

伦理批准

所有动物实验均获得了东北农业大学动物伦理委员会(NEAUEC20220339)的批准。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

资助

本研究得到了中国黑龙江省自然科学基金(编号LH2023C020和LH2022C043)、国家自然科学基金的青年科学基金(编号31602028)以及黑龙江省博士后科学基金(编号LBH-Q19068)的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

兽医学院的黑龙江省动物疾病致病机制与比较医学重点实验室在技术和平台方面的支持。
博林·赵 | 赵晓宇 | 郭荣 | 刘悦 | 徐玥 | 李光星 | 黄晓丹东北农业大学兽医学院,哈尔滨 150030,中国
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