《Food Chemistry Advances》:Selenium-enriched autolyzed yeast as a potential therapeutic intervention for mitigating zearalenone-induced oxidative stress and enhancing immune system function
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玉米赤霉烯酮(ZEN)是一种由镰刀菌属产生的霉菌毒素,因其具有雌激素样、肝毒性、免疫毒性及诱导氧化应激的效应而构成重大健康风险。富硒自溶酵母(Se-Y)提供了一种生物可利用的有机硒来源,并结合了酵母衍生的生物活性化合物,可能减轻霉菌毒素诱导的毒性。本研究评估了
玉米赤霉烯酮(ZEN)是一种由镰刀菌属产生的霉菌毒素,因其具有雌激素样、肝毒性、免疫毒性及诱导氧化应激的效应而构成重大健康风险。富硒自溶酵母(Se-Y)提供了一种生物可利用的有机硒来源,并结合了酵母衍生的生物活性化合物,可能减轻霉菌毒素诱导的毒性。本研究评估了在饮食中暴露于 ZEN(10 mg/kg 饲料)长达 28 天的小鼠中,补充 Se-Y 的保护作用。四十只雄性 Balb/c 小鼠被随机分配至四组:对照组、仅 ZEN 组、ZEN + 0.25 mg Se/kg 饲料组以及 ZEN + 0.5 mg Se/kg 饲料组。与对照组相比,ZEN 暴露显著降低了平均日增重(69.1 对 51.7 mg/天)和采食量(5.1 对 2.5 g/天),同时显著提高了血清天门冬氨酸氨基转移酶(AST)(211 对 123 IU/L)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)(137 对 92 IU/L)和碱性磷酸酶(ALP)(205 对 156 IU/L)水平(p < 0.05)。抗氧化酶活性的降低以及抗氧化和炎症相关基因表达的改变表明存在氧化应激。肠道形态也受到不利影响,表现为绒毛高度降低和隐窝深度增加。与仅 ZEN 组相比,补充 Se-Y(特别是 0.5 mg Se/kg 饲料剂量)显著改善了生长性能,恢复了抗氧化状态,降低了炎症基因表达,并改善了肠道形态测量指标(p < 0.05)。这些发现表明,富硒自溶酵母可能通过抗氧化和免疫调节机制减轻 ZEN 诱导的氧化和炎症损伤。然而,在完全确立其在食品和饲料系统中的实际应用之前,还需要涉及详细硒表征、毒物动力学分析和长期暴露模型的进一步研究。
**论文解读:富硒自溶酵母对玉米赤霉烯酮毒性的拮抗机制研究**
**研究背景与意义**
霉菌毒素是由丝状真菌产生的有毒次级代谢产物,其中由镰刀菌属合成的玉米赤霉烯酮(ZEN)因其广泛的污染性、热稳定性及强效的雌激素活性而备受关注。ZEN 不仅存在于谷物中,还可通过食物链传递至动物源性食品,对人类和动物健康构成威胁。其分子结构类似 17β-雌二醇,可干扰内分泌系统,引发生殖异常、激素失衡及早熟等问题。此外,ZEN 还能诱导肝损伤、氧化损伤、组织学异常及免疫抑制,甚至具有潜在的致癌性和胚胎毒性。鉴于 ZEN 污染的普遍性及其危害,开发有效的解毒和缓解策略迫在眉睫。传统的物理、化学和生物脱毒方法虽有一定效果,但常面临营养流失、残留毒性或成本高昂等局限。近年来,利用抗氧化剂和免疫调节剂的营养策略成为研究热点。硒(Se)作为谷胱甘肽过氧化物酶等硒蛋白的关键辅因子,在细胞抗氧化防御和免疫调节中发挥核心作用。然而,无机硒生物利用率低且易致毒,有机硒源如富硒酵母备受关注。富硒自溶酵母(Se-Y)不仅含有有机结合态硒(主要是硒代蛋氨酸和硒代半胱氨酸),还富含β-葡聚糖、甘露寡糖(MOS)等生物活性物质,具有协同增效潜力。本研究旨在评估 Se-Y 在缓解 ZEN 诱导的氧化应激、炎症反应及组织损伤方面的保护作用,为开发基于生物技术的饲料添加剂提供理论依据。该研究成果发表于《Food Chemistry Advances》。
**主要技术方法**
研究人员首先制备了富硒自溶酵母,通过在含亚硒酸钠的培养基中培养酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),经离心收集菌体后进行 controlled autolysis(控制自溶)处理,并利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定硒含量。ZEN 则通过固态发酵禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)提取并经液相色谱 - 质谱联用(LC-MS)定量。实验选用 40 只 6-8 周龄的健康雄性 Balb/c 小鼠,随机分为四组:对照组、ZEN 染毒组(10 mg/kg 饲料)、ZEN+0.25 mg Se/kg 饲料组及 ZEN+0.5 mg Se/kg 饲料组,为期 28 天。研究期间监测生长性能,试验结束后采集血液和组织样本,采用全自动生化分析仪检测肝功能酶及免疫球蛋白水平,利用硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量以评估氧化应激;通过苏木精 - 伊红(H&E)染色进行肝脏、肾脏及空肠的组织病理学与形态计量分析;最后提取肝脏总 RNA,运用实时荧光定量 PCR(qPCR)技术检测炎症因子(IL-1β, COX-2)及抗氧化酶基因(CAT, SOD, GPx)的表达水平。
**研究结果**
**平均日增重与采食量**
研究发现,ZEN 暴露显著抑制了小鼠的生长性能,导致平均日增重和采食量大幅下降,表明 ZEN 引起了厌食和代谢紊乱。补充不同剂量的 Se-Y 均能显著改善这一状况,且 0.5 mg/kg 剂量组的恢复效果优于 0.25 mg/kg 组,显示出剂量依赖性的保护趋势,这归因于有机硒与酵母生物活性成分共同促进了营养利用和代谢平衡。
**肝酶与血液生化指标**
ZEN 染毒导致血清 AST、ALT 和 ALP 水平显著升高,提示肝细胞受损;同时免疫球蛋白(IgA, IgG, IgM)水平下降,表明体液免疫功能受抑。此外,抗氧化酶(GPx, SOD, CAT)活性降低而 MDA 含量升高,证实了氧化应激的发生。Se-Y supplementation 显著降低了肝酶活性,恢复了免疫球蛋白水平,并提升了抗氧化酶活性,降低了脂质过氧化程度,体现了其保肝、免疫调节及抗氧化多重功效。
**组织病理学与形态计量分析**
尽管肝脏和肾脏未观察到明显的宏观结构性病变,但空肠组织形态发生了显著改变。ZEN 暴露导致绒毛高度和宽度减小,隐窝深度增加,破坏了肠道吸收屏障。Se-Y 干预显著逆转了这些形态学改变,增加了绒毛高度并减少了隐窝深度,特别是在高剂量组效果更佳。这表明 Se-Y 能有效维护肠道结构完整性,可能与其减轻氧化损伤及酵母细胞壁成分的吸附作用有关。
**基因表达分析**
分子层面结果显示,ZEN 暴露显著上调了肝脏中炎症相关基因(IL-1β, COX-2)的表达,激活了炎症信号通路。同时,抗氧化相关基因(CAT, SOD, GPx)的转录水平也出现代偿性升高,但这并未转化为足够的酶活性以抵消氧化损伤。Se-Y 处理显著下调了炎症基因的表达,并将抗氧化基因的表达水平调节至接近生理基准线,表明其通过调控基因转录减轻了炎症反应并恢复了氧化还原稳态。
**结论与讨论**
综上所述,本研究证实膳食补充富硒自溶酵母(Se-Y)能有效缓解小鼠因摄入玉米赤霉烯酮(ZEN)而引起的多种不良反应。ZEN 暴露损害了生长性能,改变了肝酶活性,扰乱了免疫参数,诱导了氧化应激并造成了肠道形态学损伤。相比之下,Se-Y 补充剂改善了抗氧化状态,降低了炎症基因表达,并部分恢复了受损的肠道组织形态及生理指标。研究人员认为,观察到的保护作用可能与有机结合硒和酵母衍生生物活性化合物(如β-葡聚糖、甘露寡糖)的联合功能特性有关,包括抗氧化和免疫调节活性。然而,由于本研究未直接评估 ZEN 的生物利用度、组织残留或排泄途径,因此对具体机制的解释仍具有关联性而非确证性。虽然富硒酵母产品通常被认为比无机硒源更安全且生物利用率更高,但在广泛实际应用于食品或饲料系统之前,仍需进行长期的安全性评价、详细的机理分析、毒物动力学研究以及在实际饲养条件下的验证,以排除过量硒摄入可能带来的毒性风险并优化剂量。