谷胱甘肽对黄曲霉毒素B1的作用，对家禽性别依赖性表达产生影响

«——【·前言·】——»

黄曲霉毒素B1是由某些种类的曲霉真菌产生的次生代谢产物，包括黄曲霉、寄生曲霉、秃盖曲霉和伪秃盖曲霉。

通过哺乳动物和禽类细胞色素P450酶的肝脏生物转化，AFB1产生黄曲霉毒素B1-8,9-环氧化物，有两种可能的立体异构体：黄曲霉毒素，-外环氧化物和黄曲霉毒素内环氧化物。

只有外环氧化物能够与DNA的鸟嘌呤-7位形成加合物，导致致癌作用，一个重要的解毒途径，可以防止DNA加合物的形成。

就是AFBO与谷胱甘肽的亲核陷阱反应，形成黄曲霉毒素8,9-二氢-8-9-羟基黄曲霉毒素B1。这一反应由胞浆谷胱甘肽S-转移酶催化。

GSTs是一类酶的超家族，可以加速谷胱甘肽的巯基与各种底物中的亲电团的亲核陷阱反应。

尽管GST酶可以在不同的亚细胞区域中找到，如细胞质、线粒体、内质网、细胞核和质膜，但只有细胞质中的GSTs负责电子亲核陷阱解毒。

这些GSTs由两个相同类型的亚基或两个不同类型的亚基组成，每个亚基的分子质量接近25kD。

一、AFB酶动力学的参数

研究表明，AFB1诱导的癌变的敏感性差异与对AFBO的特定GST活性有关。在小鼠中，非常高的GST-AFBO结合活性与GSTAlpha类酶有关，具体地说是与Alpha类3-3GST有关。

在小鼠、仓鼠和大鼠等实验性啮齿动物中，其体外AFBO-DNA加合物产生的差异很小。然而，与小鼠相比，大鼠更能将AFBO与GSH结合，仓鼠居中，而大鼠较低。

这种能力反映了对AFB1诱导的癌变的敏感性，因为大鼠在体内更容易发展肝脏肿瘤，仓鼠则不太容易，而小鼠对AFB1诱导的肝癌发生具有抵抗性。

在类似的研究中，发现小鼠对AFB1的致癌特性完全具有耐受性。大鼠和小鼠对AFB1敏感性的差异显然与AFBO立体异构体的结合有关。

大鼠比小鼠更高效地结合黄曲霉毒素B1-8,9-内环氧化物，而小鼠似乎只结合活性异构体黄曲霉毒素B1-8,9-外环氧化物。

对火鸡进行的研究显示，它们对AFB1的敏感性介于鸡和鸭之间，其GST活性略高于大鼠，但远低于小鼠的GST活性。

此外，家养火鸡似乎具有比野生火鸡更低的AFBO-GST结合活性。发现鹌鹑中的GST酶，鹌鹑几乎与鸡一样对AFB1具有抵抗力。

我们实验室进行的未发表研究未能检测到任何UDP葡萄糖醛酸转移酶或磺酸转移酶酶的共轭活性，用于生物转化产物。

由于缺乏有关家禽物种中AFBO-GST酶动力学的信息以及其与AFB1抵抗力之间的关系，我们将研究重点放在了GST活性上。

研究旨在评估和比较AFB1-GSH产生的酶动力学参数，调查GSH对AFBO的酶俘获与AFB1敏感性之间是否存在可能的关系，在家禽物种中进行研究：鸭子>火鸡>鹌鹑>鸡。

本研究的结果表明，与啮齿动物类似，家禽中AFB1-GSH产生的动力学与对AFB1的体内抵抗力有关，其顺序为鸡>鹌鹑>火鸡>鸭。

AFB1-GSH产生的Vmax动力学参数值顺序为鸡>鹌鹑>火鸡=鸭，这表明鸡品种中发现的较高Vmax值与将AFBO生物转化为AFB1-GSH的更大能力相关。

另一方面，鸡中发现的较低Km值表明，与鸭、火鸡或鹌鹑相比，Vmax在较低的AFB1浓度下达到。

鸡的GST活性在较低浓度的AFB1下达到Vmax，GST活性在更广泛的AFB1浓度范围内发挥作用，与鸭或火鸡相反，在鸭或火鸡中，AFBO的失活仅限于较低的AFB1浓度范围。

在RhodeIslandRed鸡和鸭的情况下，尽管Km值略有不同，但显然鸭的GST活性饱和发生在非常低的AFB1浓度限制了AFB1GST-AFBO结合能力。

暴露了鸭肝细胞对AFBO的有害作用。由于在家禽物种中，鸭是最高的AFBO产生者，在肝细胞胞质中高浓度的AFB1。

鸭的高Km和低VmaxGST参数会导致大量的自由AFBO的产生，能够结合到肝细胞DNA上，导致DNA损伤。

用于可视化家禽物种之间GST活性对AFBO管理的影响的另一种方法是CLint参数。作为GST结合效率的参数，内源性清除率显示了鸡比鸭更有效地产生AFB1-GSH结合物。

鸡的CLint值比鹌鹑高出2倍以上，比火鸡高出10倍，比鸭高出20倍。抗性鸡和敏感鸭和火鸡存在巨大差异，但尚不清楚不同家禽物种如何对抗AFB1发展出不同的GST酶效率。

假设每个特定物种的进化生物学决定了其应对黄曲霉毒素的能力，鸡原产于东南亚，那里黄曲霉毒素的流行率很高，而火鸡原产于美国北部和加拿大南部，那里黄曲霉毒素很少见。

根据这一理论，通过成千上万年的进化，对黄曲霉毒素的持续暴露导致了肝酶适应性的形成，从而赋予了鸡对黄曲霉毒素的非凡抵抗力。

此外，由于不同的多态性已与GST酶动力学参数的变化相关联，似乎自然选择已选出了那些在鸡GST酶中增强了适当动力学参数以有效灭活AFBO和应对AFB1的多态性。

然而，为了充分了解鸟类GST酶，有必要通过谷胱甘肽-Sepharose亲和珠分离所有可能的同工酶。

因为这可能会去除存在于家禽细胞提取物中的所有α、μ和πGST类，并可能揭示每个GST类酶的表达水平。事实上，已经报道了火鸡的GSTM的活性水平。

二、生长激素对家禽GST性别依赖性表达的影响

通过计算AFB1的生物活化和AFBO的失活之间的比值，可以估计AFB1的净解毒作用。在一项与实验室啮齿动物进行的研究中，计算结果分别为小鼠为0.54，大鼠为1.62。

在另一项试验中，得到的值分别为小鼠为0.13，大鼠为6.2。在这两份报告中，更耐药的小鼠的比值低于1，意味着失活反应优于活化反应。

在本研究中，AFB1CLint/AFB1CLint的比值顺序为鸭>火鸡>鹌鹑>鸡。有趣的是，这些比值的顺序与这些家禽物种已知的体内敏感性完全一致。

这些结果清楚地表明，鸭肝脏缺乏与其他家禽同样高效地捕获AFB1活性代谢物AFBO的能力，这可能解释了为什么这是唯一一种在暴露于AFB1时会发展肝癌的家禽物种。

除了家禽物种之间的酶参数差异外，还发现了鸭子和红岛红鸡品种之间的性别差异。在这两种物种中，雌性个体比雄性个体更有效地将AFBO转化为AFB1-GSH。

在鸭子中，雌性的CLint差异高出雄性的8.5倍。在红岛红鸡中，这一差异略高，雌性个体比雄性个体高14%。在大鼠中，已发现雌性大鼠的AFB1-GSH产量高于雄性大鼠。

此外，雌性Porton大鼠的AFB1LD50是雄性的3倍。在3周大的Fisher344大鼠中，发现雌性大鼠的GSHAFBO结合活性比雄性大鼠高25.7%，在7周时增加到98.7%。

在火鸡胚胎中已经报道了对AFB1的性别特异性响应。在成年大鼠肝脏中，GST酶的性别依赖性表达与生长激素的作用有关，生长激素增加了雌性个体相对于雄性个体的表达水平。

这一事实为探索生长激素对家禽GST性别依赖性表达的影响提供了机会。除了GST酶的性别依赖性表达外，还发现了不同鸡品种之间的GST效率存在显著差异。

据报道，火鸡的驯化显然降低了GST活性。野生火鸡和家养火鸡在饮用对照饲料和AFB1污染饲料时，肝脏中GSTA3表达水平明显不同，野生火鸡的GSTA3活性水平高于家养火鸡。

脾脏对AFB1摄入的基因反应在家养火鸡和野生火鸡之间也存在差异。此外，还报道了不同鸭品种之间的差异，因为在不同的鸭品种在AFB1暴露后存在显著的组织病理学差异。

这些差异可能与AFB1代谢的品种差异有关，我们推测与商业用途相关的Ross品种相比，罗德岛红品种中发现的GST酶活性效率较低可能是由于Ross品种的谱系发展所致。

尽管对AFB1的抗性与GST活性高度相关，但抗性不应仅归因于这种酶活性，因为AFB1代谢包括不同的代谢步骤。

例如，黄曲霉毒素B1醛还原酶酶活性能够将AFB1二醛还原为AFB1单醇和AFB1二醇，从而减少与蛋白质中的赖氨酸形成加合物的数量，因此减轻了AFB1二醛的细胞毒性。

除了黄曲霉毒素B1醛还原酶酶活性外，将AFB1还原为AFL还可以减少通过细胞色素P450酶对AFB1的环氧化，成为禽类耐受物种如鸡中避免AFBO生成的生化策略。

GST活性处理AFBO的遗传毒性效应，但通过细胞色素P450酶酶类产生的未被GSH捕获或未与DNA加合的AFBO数量，会自发水解并产生AFB1-dhd。

AFB1的净毒性应视为一个多因素机制，其中AFB1生物转化中的不同代谢途径相互关联，涉及不同的生物转化产物。

要考虑的问题是化学物质诱导异物代谢酶。尽管体外AFB1-GSH酶活性已经通过细胞质蛋白量进行了归一化，但GST的表达水平是参与物种对AFB1毒性影响的一个可能因素。

由于这些化合物对异物代谢酶的诱导效应，因此需要使用无添加剂的实验饲料，以获取无偏倚的结果。除了酶诱导外，已经报道了家禽物种的时间依赖性表达。

在年龄效应方面，在比较家禽物种之间的酶动力学参数时，强调了考虑动物年龄的重要性。过去的研究已经将AFB1GST酶活性与啮齿动物对AFB1致癌作用的抵抗力联系起来。

在家禽中尚未进行比较研究，评估GST活性对于解毒AFBO的能力。我们发现像鸡这样的更抵抗的物种通过GST催化的AFBOGSH捕获更有效，而鸭这样的敏感物种则不太有效。

鸡的GST酶活性可以处理各种浓度的AFB1，但鸭的GST活性似乎无法应对高浓度的AFB1。尽管对于鸭肝癌发展的可能解释，但关于家禽中AFB1代谢的知识仍然存在许多空白。

与DNA修复相关的基因的多态性是决定AFB1诱发DNA损伤修复能力的因素。在鸭子中，高AFBO产生和由AFBO引起的DNA损伤修复能力较低之间的协同作用。

它们能够发展肝癌。最后，在家禽和小鼠GST催化H位点发现的多态性揭示了潜在的残基，可以解释家禽和小鼠之间以及抗性鸡和非常敏感的鸭子之间的巨大差异。

三、总结

在家禽中，尚未进行旨在调查谷胱甘肽S-转移酶活性在酶催化的情况下对黄曲霉毒素B1-8,9-环氧化物与谷胱甘肽的结合，以及与黄曲霉毒素B1抵抗力之间关系的比较研究。

使用鸡、鹌鹑、火鸡和鸭的肝脏胞浆分数，在体外测量了GST活性的最大速度、迈克尔斯-门特恩常数和内在清除的酶学参数。

AFB1的浓度范围为2.0到157.5µM，使用HPLC鉴定和定量AFB1-GSH产物。在GSTVmax值中发现了显著差异，鸡最高，其次是鹌鹑、鸭和火鸡。

Km值也有显著差异，鸡<鸭<火鸡<鹌鹑。与鸭相比，鸡的CLint值更高。

性别差异显示，鸭子的雌性具有比火鸡和鹌鹑更高的CLint值，而鸭子的雄性具有接近火鸡的CLint值。

比率“AFBO产生/AFB1-GSH产生”遵循鸭>火鸡>鹌鹑>鸡的顺序，与已知的家禽敏感性一致。在鸭子中观察到的“AFB1环氧化活性/GST活性”极高的比率解释该物种发展为肝细胞癌。

[注：本文部分图片来自互联网！未经授权，不得转载！每天跟着我们读更多的书]

互推传媒文章转载自第三方或本站原创生产，如需转载，请联系版权方授权，如有内容如侵犯了你的权益，请联系我们进行删除！

如若转载，请注明出处：http://www.hfwlcm.com/info/174652.html