報告標題

長期以來黃曲霉毒素B₁（Aflatoxin B₁，AFB₁）的肝毒性被認為是代謝產(chǎn)生的AFB1-8,9-環(huán)氧化物破壞細胞DNA所致，然而這并不能解釋不同物種對AFB₁敏感性差異較大的問題。本項目提出AFB₁擾動腸道菌群及其代謝物致使機體肝毒性的假設，驗證并闡釋了AFB₁基于“腸-肝”軸誘發(fā)肝細胞焦亡的分子機制。首先采用高通量測序和代謝物組學對AFB₁染毒小鼠糞便中菌群以及代謝物進行分析，顯著改變小鼠腸道菌群的多樣性、豐富度和組成結構；同時發(fā)現(xiàn)差異代謝物與肝細胞焦亡和特征菌群呈強正相關。然后，構建偽無菌小鼠、無菌糞便代謝物移植和糞菌移植小鼠模型，探究“腸-肝”軸與AFB₁肝毒性間的因果關系。發(fā)現(xiàn)AFB₁無法誘發(fā)偽無菌小鼠肝細胞焦亡，移植AFB₁擾動的腸道菌群或代謝物的小鼠表現(xiàn)出顯著的肝細胞焦亡，且受擾動的代謝物比菌群更易激活肝細胞焦亡信號通路，表明了菌群代謝物在AFB₁誘發(fā)小鼠肝細胞焦亡中的關鍵作用。隨后，基于與焦亡關鍵蛋白TLR4和NLRP3的結合，采用分子對接手段篩選出特征菌群代謝物哌啶甲酸（Pipecolic acid, PA）和去甲腎上腺素（Norepinephrine, NE）可顯著激活細胞焦亡通路。最后構建野生型、TLR4 和 NLRP3基因沉默肝細胞模型，證明了代謝物PA和NE以TLR4、NLRP3蛋白依賴型激活肝細胞焦亡。因此可得結論：AFB₁擾動腸道菌群產(chǎn)生大量代謝物PA和NE，通過TLR4、NLRP3蛋白依賴型激活肝細胞焦亡，基于“腸-肝”軸導致肝毒性。