鸡肝脏中五种谷胱甘肽S-转移酶同工酶在黄曲霉毒素B1解毒中的关键作用机制研究

时间：2025年4月9日

来源：Journal of Animal Science and Biotechnology

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本期推荐：中国科学家通过构建17种GST同工酶过表达质粒，首次鉴定出GSTA2X、GSTA3、GSTT1L、GSTZ1-1和GSTZ1-2五种关键解毒酶，可显著提升AFBO-GSH结合产物生成（15.8%-19.6%），降低ROS水平（57.2%-77.6%），为家禽黄曲霉毒素中毒防治提供新靶点。

黄曲霉毒素B₁(AFB₁)作为自然界中毒性最强的霉菌毒素，不仅造成全球每年数十亿美元的家禽业损失，更因其强致癌性被国际癌症研究机构列为I类致癌物。在湿热气候加剧霉菌污染的背景下，家禽作为AFB₁敏感物种，其肝脏损伤问题日益突出。虽然已知谷胱甘肽S-转移酶(GST)在AFB₁解毒中起核心作用，但鸡体内20余种GST同工酶中哪些参与解毒过程始终是未解之谜。华中农业大学的研究团队通过系统研究，首次揭示GSTA2X等五种关键同工酶的解毒机制，相关成果发表于《Journal of Animal Science and Biotechnology》。

研究采用质粒构建与细胞转染技术，在鸡肝癌细胞系(LMH)中过表达17种GST同工酶；通过测定细胞活力、乳酸脱氢酶(LDH)释放、活性氧(ROS)水平等指标评估解毒效果；利用毕赤酵母表达系统纯化关键酶GSTA2X并分析其酶学特性；结合免疫荧光检测DNA损伤标志物γ-H2AX，系统阐明解毒机制。

关键解毒同工酶的筛选与验证
通过构建17种pcDNA3.1(+)-GST质粒并转染LMH细胞，发现GSTA2X、GSTA3、GSTT1L、GSTZ1-1和GSTZ1-2过表达使细胞存活率提升6.5%-17.0%。这五种同工酶显著降低AFB₁诱导的LDH泄漏（减少8.8%-64.4%）和ROS积累（降低57.2%-77.6%），同时促进AFBO-GSH结合物生成量增加15.8%-19.6%。

DNA损伤修复作用
免疫荧光显示五种同工酶显著减少γ-H2AX阳性细胞数量，证实其通过清除AFB₁-8,9-环氧化物(AFBO)和ROS，减轻DNA链断裂。系统发育分析揭示GSTA2X与小鼠GSTA3同源性达77.83%，暗示跨物种保守的解毒功能。

GSTA2X的酶学特性解析
重组GSTA2X在毕赤酵母中成功表达，其最适催化条件为20-25℃、pH7.6-8.6。动力学参数显示对AFB₁的V_max为0.23 nmol/min/mg，K_m为86.05 μmol/L。Mg²⁺可增强酶活，而Cu²⁺和SDS显著抑制活性，为调控酶活提供理论依据。

该研究不仅填补了禽类AFB₁解毒机制空白，更发现GSTA2X的卓越解毒效能——其催化效率是罗岛红鸡肝脏粗提GST的160倍。研究成果为开发基于GST调控的饲料添加剂、基因编辑育种等新型防控策略奠定基础，对保障家禽健康生产和食品安全具有重要实践意义。未来研究可进一步探索营养因子（如硒）与关键GST同工酶的协同作用机制。