Zearalenone disturbs the reproductive-immune axis in pigs: the role of gut microbial metabolites

玉米赤霉烯酮扰乱猪的生殖-免疫轴：肠道微生物代谢物的作用

来源：Microbiome

IF：15.5

摘要：背景： 接触玉米赤霉烯酮（ZEN，一种广泛存在的镰刀菌霉菌毒素）会导致农场动物的生殖毒性和免疫毒性，进而通过食物链对人类健康构成潜在威胁。要克服霉菌毒素对农场动物和人类的潜在威胁，就必须系统地了解霉菌毒素诱发毒性的基本机制。胃肠道是抵御有害霉菌毒素的第一道防线；然而，霉菌毒素（如 ZEN）诱导的生殖免疫轴毒性是否与肠道微生物代谢物的改变有关，目前仍不得而知。在本研究中，我们以猪（三个阶段）为重要的大型动物模型，研究了 ZEN 诱导的毒性对生殖免疫轴的免疫防御是否与肠道微生物衍生代谢物的改变有关。此外，我们还观察了通过工程ZEN降解酶对肠道微生物衍生代谢物的调节是否能抵消ZEN诱导的对肠道-生殖-免疫轴的毒性。

结果：我们发现在第 1/2 阶段，暴露于 ZEN 会损害猪的生殖免疫轴的免疫防御功能。这种损害伴随着肠道微生物衍生代谢物的改变[例如，丁酸盐产量的减少和脂多糖（LPS）产量的增加]。丁酸盐生成的减少通过 GPR109A 依赖性方式损害了肠道屏障，再加上血浆中 LPS 的增加，加剧了全身炎症，从而直接和/或间接干扰了生殖-免疫轴的免疫防御。为了验证这些发现，我们进一步生成了表达ZEN降解酶ZLHY-6的重组枯草芽孢杆菌168（Bs-Z6菌株），以此为工具测试酶解霉菌毒素污染食物中ZEN的可行性。值得注意的是，通过重组 Bs-Z6 菌株改造肠道微生物代谢物（如丁酸盐、LPS）可抵消 ZEN 诱导的对肠道屏障的毒性，从而在第三阶段增强猪生殖免疫轴的免疫防御能力。此外，补充丁酸盐还能恢复 ZEN 诱导的猪小肠上皮细胞异常。

结论：总之，这些结果凸显了肠道微生物衍生代谢物在 ZEN 诱导的肠道-生殖-免疫轴毒性中的作用。重要的是，以这些肠道微生物衍生代谢物为靶点，为与 ZEN 相关的霉菌毒素中毒的新型预防策略或治疗干预提供一种新思路。