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协同神经毒性机制研究：低剂量T-2毒素与伪狂犬病毒联合暴露通过增强病毒脑组织复制、放大神经炎症反应及抑制抗氧化防御通路产生协同神经毒性效应，揭示二者在农业环境中协同危害脑功能的新机制。
陈思宇|文浩|朱轩|王燕|涂迪|李丕顺|郑晓峰|杨凌辰
湖南农业大学兽医学院，长沙，410128，中国
摘要
伪狂犬病病毒（PRV）是一种嗜神经性病原体，会导致牲畜严重的神经系统损伤；T-2毒素是一种强效的三萜类霉菌毒素，与免疫抑制、器官毒性和神经毒性有关。这两种物质在农业环境中经常共存。然而，它们对大脑功能的联合影响仍不甚明了。本研究探讨了T-2和PRV共同暴露是否会产生协同的神经毒性，并分析了其潜在机制。实验中，小鼠通过口服给予低剂量T-2（0.4 mg/kg体重），随后通过肌肉注射PRV（0.1 mL，浓度为1.0 × 103 TCID50）。联合暴露显著加剧了大脑病理变化，包括脑体积增大、脑脊液积聚、内皮细胞异常和毛细血管充血。组织病理学分析显示，共同暴露的小鼠神经元退化和炎症更为严重。qPCR结果表明，T-2显著增强了PRV在大脑组织中的复制能力，这可能表明T-2通过破坏血脑屏障的完整性促进了病毒入侵。PRV感染激活了NF-κB通路，导致IL-6、IL-1β和TNF-α的表达升高，而T-2进一步放大了这些炎症反应。此外，共同暴露还引发了显著的氧化应激，表现为关键抗氧化基因（如Nrf2、GPX-1、GPX-2、CAT和SOD）的表达下调。总之，T-2和PRV的共同暴露通过增强病毒复制、加剧神经炎症和削弱抗氧化防御机制，在小鼠体内产生了协同的神经毒性效应。这些发现突显了农业环境中霉菌毒素和嗜神经性病毒同时存在时可能带来的潜在毒理学风险。
引言
伪狂犬病病毒（PRV）是引起“奥耶斯基病”（又称伪狂犬病）的病原体，其特征是猪只出现生殖障碍（如流产和死产）和高死亡率。该疾病给全球养猪业带来了重大经济损失（Zheng等人，2022年）。流行病学研究表明，PRV主要在自然环境中感染猪只，病毒通过受感染猪的分泌物和排泄物大量释放。PRV的传播途径包括直接接触、气溶胶传播以及通过受污染的污染物间接传播（Liu等人，2022年；Tan等人，2021年）。更令人担忧的是，PRV具有广泛的宿主嗜性，除了猪之外，还可能感染多种物种，包括牛、羊、狗甚至人类，显示出其人畜共患的潜力（Hou等人，2022年；Liu等人，2021年）。鉴于其重要的公共卫生和经济影响，进一步研究PRV的发病机制和宿主相互作用对于制定有效的预防和控制策略至关重要。
T-2毒素（T-2）是由Fusarium和Trichothecium等真菌产生的高毒性次级代谢物，被认为是毒性最强的A型三萜类霉菌毒素之一（Janik等人，2021年）。T-2中毒的主要症状包括呕吐、食欲不振、皮肤水泡和体重下降（Zhang等人，2022年）。其强毒性及其在大麦、小麦、燕麦和玉米等谷物中的广泛存在对人类和动物健康以及食品安全构成了重大威胁（Polak-?liwińska和Paszczyk，2021年）。在动物体内，T-2会导致免疫毒性，显著降低血液中的白细胞、淋巴细胞、中性粒细胞和单核细胞数量，从而削弱对外部威胁的免疫反应（Zhang等人，2021年）。研究表明，T-2的免疫调节效应取决于剂量和时间：在感染前给予T-2可以增强免疫功能并激活免疫相关基因（Pestka等人，2004年），同时提高宿主对病原体的抵抗力（Corrier等人，1987年）。然而，T-2的免疫效应受暴露时间的影响：在感染前给予T-2可以增强免疫防御，而在感染期间或之后给予则可能抑制免疫反应（Wu等人，2017年）。鉴于T-2的免疫调节作用及其在农产品中的广泛存在，了解其与PRV等病原体的相互作用对于评估其加剧疾病后果和影响动物健康的可能性至关重要。
除了各自的毒性作用外，霉菌毒素和病毒之间的相互作用在近期研究中受到了广泛关注，因为不同的毒素和病毒通过不同的机制影响病毒复制和发病机制。研究表明，黄曲霉毒素B1（AFB1）和乙型肝炎病毒（HBV）之间的相互作用涉及炎症相关机制，这些机制通过过度表达乙型肝炎表面抗原（HBsAg）和AFB1-DNA加合物的积累促进肝癌的发展（Yan等人，1996年）。T2通过其免疫抑制作用加剧了禽传染性支气管炎病毒（IBV）引起的感染（Yohannes等人，2012年）。T2对多种病毒具有抑制作用，包括直接灭活狂犬病病毒（CVS-11，Qing等人，2022年）和抑制单纯疱疹病毒2型（HSV-2，Okazaki等人，2014年）。此外，赭曲霉毒素A（OTA）与猪圆环病毒2型（PCV2）之间的相互作用表现出复杂的剂量依赖性效应：低剂量的OTA通过诱导氧化应激增强PCV2的复制，激活p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）和细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）等关键信号通路，也可能涉及自噬。相反，高剂量的OTA会导致细胞毒性，损害细胞生理状态并抑制病毒复制（Gan等人，2015年）。我们之前的体外研究表明，T2对培养细胞中的PRV感染具有保护作用；这种作用伴随着氧化应激和凋亡信号通路的下调（Xiong等人，2022年）。基于此，我们假设在体外观察到的低剂量T2对PRV感染的保护作用在体内也存在，其机制可能与氧化应激和凋亡类似。因此，我们计划在小鼠模型中探索这种相互作用。我们在体外研究中的有希望的结果值得在更复杂的体内模型中进行进一步研究，以验证和扩展这些机制，从而加深对T2如何调节病毒感染的了解。
目前，关于T-2如何调节PRV感染的体内机制的研究尚缺乏。鉴于猪和小鼠在PRV感染后大脑组织的炎症病理损伤具有显著相似性（Li等人，2019年），并且考虑到小鼠模型的优势（如明确的遗传背景和易于操作），本研究选择小鼠脑组织作为研究对象。旨在系统分析低剂量T-2对PRV感染进展的调节作用，以阐明毒素、病毒和宿主之间相互作用的体内分子机制。本研究的结果将为多种病原体暴露的全面预防和控制提供实验依据。
实验片段
动物和伦理声明
所有动物实验均严格遵循湖南农业大学的实验室动物管理指南，并获得了湖南农业大学动物伦理委员会的批准（批准编号43321503）。共从湖南Sleek Jing Da实验动物有限公司（长沙，中国）获得了40只4周大的昆明（KM）雌性小鼠（体重25 ± 3克）。小鼠在标准实验室条件下饲养，并允许其适应环境。
低剂量T-2不会影响PRV感染小鼠的食欲，但会降低脑器官指数
实验中，40只4周大的KM雌性小鼠被随机分为四组，分别给予低剂量T-2和PRV感染，以评估食欲、体重和脑器官指数的变化。所有组小鼠在实验期间的食欲和体重变化见图1A和B。结果显示，所有组的平均日增重均低于1克，表明生长正常（图1A）。
讨论
本研究评估了T-2和PRV共同暴露对小鼠生理、脑结构、炎症和抗氧化防御的影响，揭示了大脑中潜在的协同神经毒性效应。
T-2是一种由Fusarium属真菌产生的强效霉菌毒素，以其毒性作用而闻名，包括体重下降、免疫抑制和器官损伤（Yingfang等人，2025年）。尽管T-2通常与这些不良效应相关，但本研究中的整体生理指标
结论
总之，T-2和PRV的共同暴露在小鼠大脑中引发了多层次的毒理学效应，表现为整体生理参数的变化、脑组织结构损伤、炎症介质的激活以及抗氧化途径的受损。这些发现建立了常见环境霉菌毒素和嗜神经性病毒感染之间的直接机制联系，表明其毒性效应比单一因素更为严重。我们的工作提供了
作者贡献声明
杨凌辰：写作——审稿与编辑、监督、项目管理。陈思宇：写作——审稿与编辑、初稿撰写、数据管理。王燕：项目管理、方法学。涂迪：项目管理、方法学。文浩：写作——审稿与编辑、数据管理。朱轩：软件使用、数据管理。李丕顺：监督、项目管理。郑晓峰：资源获取、资金筹集缩写
本手稿中使用以下缩写：
PRV：伪狂犬病病毒；T-2：T-2毒素；AFB1：黄曲霉毒素B1；HBV：乙型肝炎病毒；HBsAg：乙型肝炎表面抗原；IBV：禽传染性支气管炎病毒；HSV-2：单纯疱疹病毒2型；OTA：赭曲霉毒素A；PCV2：猪圆环病毒2型；p38 MAPK：p38丝裂原活化蛋白激酶；ERK1/2：细胞外信号调节激酶1/2；KM：昆明；TCID50：组织培养感染剂量50；NC：正常对照；H&E：苏木精和
伦理声明（动物使用）
所有动物实验均严格遵循湖南农业大学的实验室动物管理要求。研究方案已获得湖南农业大学动物伦理委员会的批准（批准编号43321503）。
利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了中国湖南省自然科学基金（项目编号2022JJ40182）、Ringpai宠物医院管理有限公司的技术服务项目（项目编号xcxz-2024496）以及湖南农业大学学位和研究生教育改革研究项目（项目编号XJG2024012）的支持。
