抗氧化剂研究的新启示——抗单端孢霉烯类的抗氧化剂（三）

时间：2018-03-12 点击：3454

氨基酸类

氨基酸在养分物质的消化和吸收、葡萄糖和脂质的代谢、酸碱平衡，抗氧化反应、外源性物质的解毒和免疫力等过程中起重要作用（Hou R）。食用抗氧化剂及其在预防霉菌毒素毒性方面的作用今年来越来越受到关注。乙酰半胱氨酸（NAC）是细胞中的巯基来源，可与ROS（如OH• 和 H2O2）相互作用来清除机体内的自由基（Ueno T）。近来，有研究发现，NAC可保护鸡生长板软骨细胞免受T-2毒素引起的氧化应激的伤害（He SJ）。且NAC可显著降低由毒素引起的体内ROS和MDA水平，并能够极大提高CAT和SOD的活性。因此，NAC可提高生长板软骨细胞的抗氧化能，这可能对治疗干骺端软骨发育不良症有一定效果。类似地，给仔猪饲喂谷氨酸，可发挥明显的抗DON引起的氧化应激的作用。多个研究也证实，DON可显著增加仔猪的氧化应激，而谷氨酸可通过改变血液和组织中的氧化参数的改变来缓解应激。同时，通过显微镜和渗透装置观察发现，DON可引起明显的肠道损伤，但添加谷氨酸可进行一定程度的修复。此外，添加谷氨酸可缓解DON对Akt/mTOR/4EBP1信号通路的抑制作用（Wu M）。向DON处理的细胞中添加谷氨酸可提高细胞中抗氧化酶SOD和GSH-Px的活性，并可增加空肠和回肠中的标记物-增殖细胞核抗原（PCNA）的活性。这些研究显示，谷氨酸具有修复氧化应激损伤、肠损伤和信号抑制等作用。

精氨酸和谷氨酸同样在猪的营养中发挥重要作用。在对生长猪的研究发现，饲料中添加精氨酸和谷氨酰胺可同时达到修复由DON引起的氧化损伤和提高免疫因子的作用（Wu L）。结果显示，相比毒素组，氨基酸饲喂组的IGF1、GH 和SOD水平显著提高。氨基酸饲喂组和非毒素组中的IL-2和TNF-α水平相当，而氨基酸饲喂组的IL-2和TNF-α水平与毒素组相比显著下降。因此，生长猪日粮中添加精氨酸和谷氨酸可减轻由DON引起的氧化损伤并减少炎症因子的生产。

L-肉碱不能消除氧化应激但是可通过阻止线粒体膨胀和Cyt-c释放来保护线粒体免受脂肪毒性和细胞凋亡（Oyanagi E）。用L-肉碱对大鼠进行预处理，可防止由T-2毒素引起的肝细胞异常表达caspase-3活性并引起的细胞凋亡（Moosavi M）。因此，基于其线粒体保护作用，在饮食中添加L-肉碱可作为缓解和抑制T-2毒性的一种有效的手段。

核苷酸类

核苷酸类是“半 - ”或“有条件地”必需营养素，但在病理状态下，核苷酸可成为核酸和蛋白质合成的重要物质。有证据显示，饮食中添加核苷酸可有效减轻由T-2毒素造成的免疫细胞的损伤（Frankic T）。Frankic等(2006)的研究也表明，T-2毒素可引起鸡脾脏白细胞DNA碎裂，但补充核苷酸可减少大多数损伤。这一发现突出了膳食核苷酸在霉菌毒素中毒情况下对免疫系统的保护作用。

抗菌肽

抗菌肽是一类阳性小分子物质，是体内非防御系统的一部分；能够杀死细菌、调控细菌感染和协调宿主免疫应答等作用（Brogden KA）。抗菌肽可显著提高饲料转化率、提高免疫和抗氧化能力，并能够减轻由DON引起的器官损伤。因此，对仔猪受到霉菌毒素污染时具有有效的保护作用（Xiao H）。此外，复合抗菌肽（CAPs）可修复由DON引起的肠道损伤，尤其是可促进肠道形态修复和肠上皮细胞增殖和蛋白质合成（Xiao H）。

植物提取物

在我们常见的饮品-茶中存在多种对健康有益的抗氧化剂。最近的研究发现，绿茶对由DON毒素处理的HT-29细胞具有显著的细胞保护作用（Kalaiselvi P）。EGCG可通过剂量依赖性方式来保护HT-29细胞免受DON引起的细胞毒性的伤害。即使是最低浓度（5 μM）的剂量就可以保护细胞免受最高DON处理浓度的损伤，当EGCG浓度达到20μM时，细胞的存活率可达到99%。EGCG可保护细胞免受氧化应激损伤，抵抗由NF-κB、COX-2和caspase-3激活的细胞凋亡。这些结果都显示，EGCG可作为一种细胞保护剂来对抗DON诱导的细胞凋亡，EGCG的应用可有效保护细胞免受单端孢霉烯类的毒害。

LA是从火绒草属通常是高山火绒草中提取的己糖二酸衍生物（Schwaiger S）。具有较强的抗氧化能力。有研究证实，LA可保护U937细胞免受DON诱导的氧化损伤，并增加细胞中的GPx活性（Costa S）。解毒酶的活性增加很可能是抗氧剂发挥化学预防作用的主要机制。

榅桲籽粘液对于由T-2毒素引起的皮肤中毒具有修复作用（Hemmati AA）。这是一种从蔷薇科椭圆榅桲属（如榅桲籽）中提取的优良的酚酸和黄酮类物质，被公认为是有效的抗氧化剂（Silva BM, Magalhaes AS）。榅桲籽粘液可通过发挥其抗氧化作用来减少T-2引起的皮肤中毒症状。类似的研究发现，芦丁提取物对T-2毒素引起的大鼠肝脏中的脂质过氧化具有很强的抗氧化能力（El-Saw NM）。此外，从新鲜的番茄中提取的番茄红素具有减少由T-2毒素引起的氧化应激的作用，并可维持细胞中GSH水平（Leal M）。

细菌

有些细菌具有抗单端孢霉烯类引起的氧化应激的作用。较新的研究显示，从健康藏鸡的肠道中获得的胚芽乳杆菌-JM113具有明显的抗氧化能力，并可保护肉鸡免受DON的影响（Yang X）。在日粮中加入DON可引起血浆和空肠粘膜中SOD活性降低。而在DON污染的日粮中加入胚芽乳杆菌JM113可引起空肠粘膜中的MDA水平显著降低。并且，DON可降低核因子Nrf2的表达，而当用胚芽乳杆菌JM113进行处理时，Nrf2的mRNA表达量和其下游基因HO-1的mRNA表达量增加。因此，胚芽乳杆菌JM113具有显著的抗氧化能力，肉鸡日粮受到DON污染时，在日粮中加入该物质可有效保护肠道屏障的完整性，在家禽中的应用可有效缓解DON对家禽的不利影响。另一项研究显示，给近交BALB/ C鼠的DON污染的日粮中加入鼠李糖乳杆菌（LGG），可有效保护肠道屏障并改善炎症（Wan ML）。该研究显示，LGG可通过调节杯状细胞内分泌以及调节血浆中的D-乳酸盐、IL-8/CXCL8和血清Ig趋于正常化等途径来保护小鼠免受DON的毒性作用。因此，饮食中加入LGG是干预霉菌毒素对肠道的影响的重要措施。

多不饱和脂肪酸

DON的摄入可诱导小鼠产生IL-6依赖性IgA肾病（IgAN）（Shi Y）。n-3多不饱和脂肪酸（PUFA）、二十二碳六烯酸（DHA）或二十碳五烯酸（EPA）可抑制DON诱导的小鼠IgAN肾病，并发现这些脂肪酸具有抗炎作用（Shi Y）。此外，临床试验表明鱼油具有延缓IgAN肾病造成的肾功能丧失的作用（Donadio JV）。随后的研究证实（Shi Y），DHA具有抑制RNA激活的蛋白激酶（PKR）和cAMP反应元件结合蛋白（CREB）激酶途径的作用，从而抑制IL-6的转录。因此，DHA对IL-6表达的抑制则对人类健康具有重要作用，对该促炎症因子的调节在预防和治疗炎症和自身免疫疾病时非常重要。

寡糖

低聚半乳糖（GOS）可有效预防人类受DON和其衍生物的影响（Akbari P, Alizadeh A）。在对人类Caco-2细胞和小鼠的研究发现，细胞受DON攻击时，GOS可通过维持紧密连接网络和调节炎症反应的方式来保护肠道屏障（Akbari P）。此外，GOS可促使claudin 3稳定表达和在细胞中的均匀分布，并抑制DON的诱导合成并释放引起的IL-8 [IL8 /趋化因子CXC基序配体（CXCL8）]（Alizadeh A）。在对小鼠研究发现，GOS可抑制DON诱导的claudin 3和Cxcl1的过量表达，并可预防DON诱导的形态学缺陷（Akbari P）。结合考虑DON可诱导小鼠肠道改变及可引起人类慢性炎症疾病的作用，今后应该更侧重对GOS在预防和治疗毒素诱导的肠炎症及相关疾病上的应用效果进行评估。

总之，许多天然化合物具有对抗单端孢霉烯引起的氧化应激的能力。综上所述，NAC和绿茶EGCG可抑制ROS的生成；辅酶Q10和核苷酸可减少DNA损伤；维生素A，E和C、葡甘露聚糖和芦丁可减少脂质过氧化。另外，一些化合物的作用靶目标是抗氧化酶：槲皮素、LA和胚芽乳杆菌JM113能增加抗氧化酶如SOD和CAT的活性，同时减少氧化应激和细胞凋亡。GOS可抑制DON诱导编码claudin 3和CXCL8的mRNA过表达。L-肉碱不仅可以减少氧化应激，也可保护线粒体免受脂肪酸的压力和通过抑制线粒体肿胀和Cyt-c释放来抑制细胞凋亡。此外，L-肉碱和绿茶EGCG可抑制半胱氨酸蛋白酶活性，从而直接抑制细胞凋亡。叶黄素可对抗由DON诱导的氧化应激并下调炎症因子的NF-κB和COX-2表达。SeCS可通过降低MAPK信号通路的活性来部分阻断单端孢烯类引起的软骨细胞凋亡。而各种抗氧化剂对单端孢菌素诱导的氧化应激的预防和抵抗作用见图4。

图4.各种抗氧化剂对单端孢霉烯诱导的氧化应激的预防作用的示意图

译者：胡健江苏奥迈生物科技有限公司

文献来源-“Antioxidant agents against trichothecenes: new hints for oxidative stress treatment” Oncotarget, 2017, Vol. 8, (No. 66), pp: 110708-110726

（未完待续，下期更精彩）

作者：江苏奥迈胡健，转载请注明出处