Antioxidants：扬州大学包文斌教授团队发现组蛋白修饰在调控呕吐毒素（Deoxynivalenol）诱导细胞损伤过程中的分子机制

近日，江苏省现代农业（生猪）技术体系良种繁育岗位专家、扬州大学动物科学与技术学院包文斌教授团队在《Antioxidants》杂志上发表了题为“Histone Methyltransferase MLL1 Mediates Oxidative Stress and Apoptosis upon Deoxynivalenol Exposure in the Intestinal Porcine Epithelial Cells” 的研究论文。该研究揭示了组蛋白甲基化转移酶MLL1调控呕吐毒素（Deoxynivalenol，DON）细胞毒性的分子机制，为解决呕吐毒素引起的猪肠道损伤问题提供了一定的理论依据。

霉菌毒素是真菌产生的次级代谢产物，世界上每年大约有25%谷物遭受各种霉菌污染，导致饲料原料含有多种霉菌毒素，饲料的加工、运输和贮存过程中也会产生霉菌毒素，给养殖造成巨大的经济损失和食品安全隐患。长期以来，霉菌毒素污染广泛普遍，自然发生，难以控制，严重威胁畜禽健康养殖和人类健康，探寻霉菌毒素新的防控方法和策略已经成为畜禽健康养殖和食品安全的迫切需要。呕吐毒素(DON)是目前农产品及饲料中污染率和超标率最高的一种霉菌毒素，迄今关于DON的毒性作用和机制尤其是涉及信号途径的机制仍然没有阐释清楚。近年来，表观遗传学的发展迅速，为揭示某些疾病的遗传机制提供了新的思路和方法。其中，组蛋白甲基化参与生命活动中的多种调控过程，可以作为机体疾病的分子标记物和药物靶点。

在本研究中，该团队以猪小肠上皮细胞（IPEC-J2）作为研究对象，建立了DON诱导IPEC-J2细胞损伤模型，通过DON诱导、蛋白免疫印迹以及定量表达验证，确定了参与调控DON引起的细胞毒性生理过程中关键的组蛋白甲基化转移酶-MLL1，并且发现H3K4me3修饰水平显著变化。此外，构建了猪小肠上皮细胞MLL1干扰细胞系，沉默MLL1后，细胞凋亡和活性氧水平增多，细胞周期被阻滞，ERK通路被激活，炎症反应增多。通过转录组测序和表达验证，确定了组蛋白甲基化酶MLL1下游调控的关键靶点-TNFRSF1A，在此基础上进一步利用启动子区鉴定、双荧光素酶活性、ChIP-qPCR以及流式细胞术等试验手段，揭示了MLL1通过影响TNFRSF1A启动子区组蛋白H3K4me3修饰水平引起转录激活，从而调控DON引起的细胞毒性。该研究从表观遗传调控层面阐述了组蛋白甲基化转移酶MLL1参与DON的细胞毒理机制，为今后通过生物手段防治DON提供了理论依据和研究思路。

扬州大学动物科学与技术学院硕士研究生石东风为论文第一作者，硕士研究生单祎祎为论文共同第一作者，扬州大学包文斌教授、青年教师吴正常为论文通讯作者。该研究得到了江苏省种业振兴“揭榜挂帅”项目和江苏省重点研发计划（现代农业）重点项目的资助。

全文链接：https://www.mdpi.com/2076-3921/11/10/2006