美國佐治亞大學(xué)家禽科學(xué)系的Woo Kyun Kim等在Toxins期刊發(fā)表的文章通過19天飼養(yǎng)實驗結(jié)合micro-CT掃描技術(shù)系統(tǒng)研究了飼料中黃曲霉毒素B1 (AFB1) 對肉雞骨骼礦化的影響。實驗設(shè)置5個AFB1劑量梯度 (2至560 ppb)發(fā)現(xiàn)230 ppb以上的AFB1顯著降低脛骨灰分含量和股骨骨小梁礦化指標(biāo)同時下調(diào)空腸中維生素D受體及鈣磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的mRNA表達(dá)揭示了AFB1通過干擾維生素D信號通路和鈣磷穩(wěn)態(tài)損害肉雞骨骼健康的分子機(jī)制。研究背景黃曲霉毒素B1 (AFB1) 是由曲霉菌產(chǎn)生的劇毒致癌物廣泛污染熱帶和亞熱帶地區(qū)的玉米等飼料原料。AFB1被肉雞十二指腸吸收后經(jīng)門靜脈進(jìn)入肝臟由細(xì)胞色素P450代謝為高活性環(huán)氧化物與DNA、蛋白質(zhì)和磷脂共價結(jié)合引發(fā)肝損傷、氧化應(yīng)激和免疫抑制。現(xiàn)代肉雞經(jīng)基因選育生長迅速骨骼系統(tǒng)承受高代謝負(fù)荷骨礦物質(zhì)沉積不足和長骨孔隙增加等問題突出。前期研究表明AFB1可降低肉雞血清鈣磷水平并干擾維生素D受體 (VDR) 功能但AFB1對骨微結(jié)構(gòu)的具體影響及閾值劑量尚不清楚。研究過程與結(jié)果研究團(tuán)隊將360只肉雞分為5組分別飼喂含2 (對照)、75至79、150、230至260和520至560 ppb AFB1的日糧為期19天。實驗第8天和第19天分別采樣采用micro-CT掃描股骨骺端分析骨小梁和皮質(zhì)骨的微結(jié)構(gòu)參數(shù)同時檢測脛骨灰分含量、空腸鈣磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因表達(dá)及腸道通透性。圖1. 19天股骨骺端骨結(jié)構(gòu)代表性圖像 (從左至右AFB1劑量遞增)。外層淺灰色為皮質(zhì)骨內(nèi)層藍(lán)色為骨小梁。生長性能方面560 ppb以下AFB1在19天內(nèi)未顯著影響體重增長、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率 (p0.05)但骨微結(jié)構(gòu)已出現(xiàn)顯著變化。micro-CT結(jié)果顯示560 ppb組骨小梁骨礦物質(zhì)含量 (BMC) 和骨礦物質(zhì)密度 (BMD) 顯著降低 (p0.05)連接密度呈下降趨勢。230 ppb以上的AFB1使皮質(zhì)骨組織體積 (TV) 和骨體積 (BV) 線性下降 (p0.01)骨孔隙率顯著降低。脛骨灰分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)一步證實230 ppb以上AFB1顯著降低灰分重量。分子層面第19天空腸中VDR、calbindin 1 (CALB1)、鈣敏感受體 (CaSR) 和鈉磷共轉(zhuǎn)運(yùn)體IIb (NaPi-IIb) 的mRNA表達(dá)隨AFB1劑量增加顯著下調(diào)(p0.05)部分基因在75 ppb即出現(xiàn)顯著抑制。AFB1通過與VDR競爭性結(jié)合阻斷維生素D信號通路降低鈣磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)減少腸道鈣磷吸收最終導(dǎo)致骨礦化障礙。值得注意的是腸道通透性和緊密連接蛋白 (claudin 1、occludin、ZO-1、mucin 2) 表達(dá)在560 ppb以下未受顯著影響表明骨骼損傷先于腸道屏障功能受損。研究總結(jié)與展望本研究首次利用micro-CT三維成像技術(shù)系統(tǒng)揭示了AFB1對肉雞長骨微結(jié)構(gòu)的劑量效應(yīng)關(guān)系。核心發(fā)現(xiàn)包括一是AFB1在230 ppb以上持續(xù)暴露19天即可顯著損害骨小梁和皮質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)即使生長性能尚未表現(xiàn)出明顯異常二是AFB1通過下調(diào)VDR和鈣磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)干擾鈣磷穩(wěn)態(tài)是骨礦化受損的關(guān)鍵分子機(jī)制三是腸道屏障功能在本實驗劑量范圍內(nèi)未受影響骨骼系統(tǒng)對AFB1更為敏感。該研究為制定家禽飼料中AFB1的安全閾值提供了重要實驗依據(jù)也為人類黃曲霉毒素暴露與骨骼健康關(guān)系的研究提供了參考模型。文章鏈接https://www.mdpi.com/2072-6651/16/2/78期刊Toxins期刊主頁https://www.mdpi.com/journal/toxins?主編Jay Fox, University of Virginia, Charlottesville, USA期刊主要涵蓋了由生物體產(chǎn)生的各類毒素領(lǐng)域的相關(guān)研究。2025 Impact Factor4.02025 CiteScore8.3Time to First Decision18 DaysAcceptance to Publication3.6 Days本文轉(zhuǎn)自MDPI生物與生命科學(xué)僅供學(xué)習(xí)交流 黃曲霉毒素B1損害肉雞骨骼礦化 | MDPI Toxins
美國佐治亞大學(xué)家禽科學(xué)系的Woo Kyun Kim等在Toxins期刊發(fā)表的文章通過19天飼養(yǎng)實驗結(jié)合micro-CT掃描技術(shù)系統(tǒng)研究了飼料中黃曲霉毒素B1 (AFB1) 對肉雞骨骼礦化的影響。實驗設(shè)置5個AFB1劑量梯度 (2至560 ppb)發(fā)現(xiàn)230 ppb以上的AFB1顯著降低脛骨灰分含量和股骨骨小梁礦化指標(biāo)同時下調(diào)空腸中維生素D受體及鈣磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的mRNA表達(dá)揭示了AFB1通過干擾維生素D信號通路和鈣磷穩(wěn)態(tài)損害肉雞骨骼健康的分子機(jī)制。研究背景黃曲霉毒素B1 (AFB1) 是由曲霉菌產(chǎn)生的劇毒致癌物廣泛污染熱帶和亞熱帶地區(qū)的玉米等飼料原料。AFB1被肉雞十二指腸吸收后經(jīng)門靜脈進(jìn)入肝臟由細(xì)胞色素P450代謝為高活性環(huán)氧化物與DNA、蛋白質(zhì)和磷脂共價結(jié)合引發(fā)肝損傷、氧化應(yīng)激和免疫抑制。現(xiàn)代肉雞經(jīng)基因選育生長迅速骨骼系統(tǒng)承受高代謝負(fù)荷骨礦物質(zhì)沉積不足和長骨孔隙增加等問題突出。前期研究表明AFB1可降低肉雞血清鈣磷水平并干擾維生素D受體 (VDR) 功能但AFB1對骨微結(jié)構(gòu)的具體影響及閾值劑量尚不清楚。研究過程與結(jié)果研究團(tuán)隊將360只肉雞分為5組分別飼喂含2 (對照)、75至79、150、230至260和520至560 ppb AFB1的日糧為期19天。實驗第8天和第19天分別采樣采用micro-CT掃描股骨骺端分析骨小梁和皮質(zhì)骨的微結(jié)構(gòu)參數(shù)同時檢測脛骨灰分含量、空腸鈣磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因表達(dá)及腸道通透性。圖1. 19天股骨骺端骨結(jié)構(gòu)代表性圖像 (從左至右AFB1劑量遞增)。外層淺灰色為皮質(zhì)骨內(nèi)層藍(lán)色為骨小梁。生長性能方面560 ppb以下AFB1在19天內(nèi)未顯著影響體重增長、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率 (p0.05)但骨微結(jié)構(gòu)已出現(xiàn)顯著變化。micro-CT結(jié)果顯示560 ppb組骨小梁骨礦物質(zhì)含量 (BMC) 和骨礦物質(zhì)密度 (BMD) 顯著降低 (p0.05)連接密度呈下降趨勢。230 ppb以上的AFB1使皮質(zhì)骨組織體積 (TV) 和骨體積 (BV) 線性下降 (p0.01)骨孔隙率顯著降低。脛骨灰分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)一步證實230 ppb以上AFB1顯著降低灰分重量。分子層面第19天空腸中VDR、calbindin 1 (CALB1)、鈣敏感受體 (CaSR) 和鈉磷共轉(zhuǎn)運(yùn)體IIb (NaPi-IIb) 的mRNA表達(dá)隨AFB1劑量增加顯著下調(diào)(p0.05)部分基因在75 ppb即出現(xiàn)顯著抑制。AFB1通過與VDR競爭性結(jié)合阻斷維生素D信號通路降低鈣磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)減少腸道鈣磷吸收最終導(dǎo)致骨礦化障礙。值得注意的是腸道通透性和緊密連接蛋白 (claudin 1、occludin、ZO-1、mucin 2) 表達(dá)在560 ppb以下未受顯著影響表明骨骼損傷先于腸道屏障功能受損。研究總結(jié)與展望本研究首次利用micro-CT三維成像技術(shù)系統(tǒng)揭示了AFB1對肉雞長骨微結(jié)構(gòu)的劑量效應(yīng)關(guān)系。核心發(fā)現(xiàn)包括一是AFB1在230 ppb以上持續(xù)暴露19天即可顯著損害骨小梁和皮質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)即使生長性能尚未表現(xiàn)出明顯異常二是AFB1通過下調(diào)VDR和鈣磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)干擾鈣磷穩(wěn)態(tài)是骨礦化受損的關(guān)鍵分子機(jī)制三是腸道屏障功能在本實驗劑量范圍內(nèi)未受影響骨骼系統(tǒng)對AFB1更為敏感。該研究為制定家禽飼料中AFB1的安全閾值提供了重要實驗依據(jù)也為人類黃曲霉毒素暴露與骨骼健康關(guān)系的研究提供了參考模型。文章鏈接https://www.mdpi.com/2072-6651/16/2/78期刊Toxins期刊主頁https://www.mdpi.com/journal/toxins?主編Jay Fox, University of Virginia, Charlottesville, USA期刊主要涵蓋了由生物體產(chǎn)生的各類毒素領(lǐng)域的相關(guān)研究。2025 Impact Factor4.02025 CiteScore8.3Time to First Decision18 DaysAcceptance to Publication3.6 Days本文轉(zhuǎn)自MDPI生物與生命科學(xué)僅供學(xué)習(xí)交流