近日，bat365线上平台(中国)有限公司官网杨景峰教授团队在国际环境科学与生态学领域 TOP 期刊《Chemosphere》在线发表了题为《Aflatoxin B1-induced early developmental hepatotoxicity in larvae zebrafish》（黄曲霉毒素B1诱导斑马鱼幼鱼早期发育肝毒性）的研究论文，该研究揭示了黄曲霉毒素B1（AFB1）对发育初期斑马鱼肝脏氧化应激及脂肪变性的作用机制，而通过抗氧化剂预处理可以有效改善AFB1诱导的脂肪沉积。

黄曲霉毒素经常在环境中被检测到，日益成为危害健康的一类霉菌毒素，其中黄曲霉毒素B1（AFB1）的毒性最强。AFB1可引起各器官的氧化损伤。当AFB1进入机体后随血液到达各器官，最终由肝脏分解代谢，已有报道称AFB1会引发非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）、肝炎、肝癌等多种疾病。然而肝脏疾病的发病机制复杂，特别是发育初期AFB1对肝脏的急性毒性机制仍然未完全阐明。目前对AFB1的研究主要集中在其对陆地环境和动物的影响上，但其对水生环境和水生动物的毒性机制尚未深入研究。

研究发现，AFB1可诱导发育毒性，抑制了96hpf斑马鱼幼鱼肝脏发育，通过对肝脏荧光转基因斑马鱼（fabp10a:DsRed）暴露试验，发现幼鱼肝脏荧光面积和荧光强度显著降低（图1）。组织学研究发现，AFB1可诱导幼鱼肝脏细胞脂肪变性，造成脂肪沉积（图2）。基于这一结果，对幼鱼肝脏进行微量扩增转录组测序，各组分别获得1128、1986和2802个差异表达基因（DEGs），进一步分析后发现，AFB1诱导肝脏DEGs主要富集在谷胱甘肽代谢、过氧化物酶、脂肪酸降解和PPAR作用通路中（图3）。

对氧化应激通路中DEGs研究发现，不同浓度AFB1诱导的DEGs分别为11、15和23个，其中有8个基因共同存在（图4 a）。共同存在的基因分别为谷胱甘肽-S-转移酶基因（gsto1、gstt1b）、谷胱甘肽过氧化物酶（gpx4a）、谷胱甘肽转移酶（mgst3a）、异柠檬酸脱氢酶1（idh1）和oplah、zgc：152830、AL929536.3，且均显示下调（图4 b）。对重要的基因进行RT-qPCR分析，gsto1、gstt1b、gpx4a、mgst3a、idh1基因的表达量均显著降低，其表达量变化趋势与RNA-seq结果一致，这也验证了RNA-seq数据的有效性（图4 c）。

对脂肪代谢相关通路DEGs研究发现，脂肪化相关信号通路中有5个共同的基因（图5 a）。分别为酰基辅酶A氧化酶棕榈酰家族基因（acox1、acox3）和乙酰辅酶A酰基转移酶家族基因（acsl1b、acsl4a、acsl5），其表达趋势均显示为下调，同时对这5个基因进行RT-qPCR分析，显示AFB1处理后，基因acox1、acox3和acsl5的表达量均显著降低，其余有下降趋势但差异不显著，DEGs与RNA数据趋势一致（图5 b和c）。

综合上述结果，AFB1诱导发育初期肝脏氧化应激，造成脂肪沉积。因此使用抗氧化剂n-乙酰半胱氨酸（NAC）对72hpf幼鱼进行预处理后，结果发现NAC显著恢复AFB1造成的肝脏荧光面积减小和荧光强度减弱的现象，同时NAC也显著抑制了AFB1造成的肝脏细胞脂滴增加，但从肝脏荧光面积、荧光强度和脂滴面积分析，NAC均未能恢复到对照组水平（图6 b-d）。同时，NAC恢复了参与调节谷胱甘肽代谢的关键基因(gstol,gpx4a和idhl)的mRNA水平（图6 e），提高氧化应激过程中抗氧化酶和脂肪酸降解酶的活性，有效地恢复AFB1诱导的氧化应激和脂肪变性，预防幼鱼NAFLD的发生。

bat365线上平台(中国)有限公司官网硕士研究生冯驰（已经毕业）为该论文第一作者，杨景峰教授为该论文通讯作者。该研究工作获得国家自然科学基金（82060672）、bat365线上平台跨学科创新团队项目(Dongwu-2023)、bat365线上平台研究开发经费(GXKY22001)的共同资助。

图1.不同浓度AFB1抑制幼鱼肝脏发育。

图2.AFB1引起幼鱼肝脏细胞脂肪变性，造成脂肪沉积。

图3.差异表达基因重要GO功能富集分析与KEGG通路富集分析。

图4.AFB1对谷胱甘肽代谢通路基因影响及主效基因验证。

图5.AFB1处理对肝脏脂肪代谢相关基因通路影响及主效基因验证。

图6. NAC抑制AFB1诱导肝脏脂肪变性

作用机制图

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.139940