研究表明，AFB1可破坏肠黏膜结构与功能，使肠道屏障受损，影响动物健康的同时降低了生产性能，而目前无法做到霉变饲料中AFB1的完全脱毒，残留的AFB1长时间暴露对动物造成了威胁，造成了诸如肠道炎症等严重问题，而为了解决这一问题，抗生素的滥用已经对各物种和人类自身造成了严重影响，因此，亟需寻找一种天然物质来缓解或治疗AFB1导致的动物损伤。防御素作为生物体内的天然抗菌肽，除具有抗菌和抗病毒的作用外，还能促进上皮细胞再生以修复机体损伤。本研究选择新生仔猪空肠上皮细胞（IPEC-J2 cells）及昆明（KM）小鼠为模型，在对AFB1和pBD-2的可用浓度进行筛选之后，通过检测炎性细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8）、紧密连接蛋白（ZO-1、Claudin-3、Occludin）及黏蛋白MUC2和氧化产物ROS的变化情况，并同步观察MAPK通路相关蛋白Erk1/2的表达变化，最终阐明pBD-2通过ROS-Erk1/2信号通路减轻AFB1所致氧化应激和肠黏膜损伤（图1）。
图1. pBD-2通过ROS-Erk1/2信号通路减轻AFB1所致氧化应激和肠黏膜损伤
研究团队以不同浓度的AFB1处理IPEC-J2细胞，ROS及细胞因子与屏障蛋白的检测结果显示：AFB1对细胞造成的氧化损伤呈剂量依赖性，综合各细胞因子及蛋白的表达变化，30 mg/L AFB1对细胞的影响最大。经过蛋白表达验证，30 mg/L AFB1显著提高了促炎细胞因子的表达，降低了紧密连接蛋白与黏蛋白的表达，表明AFB1通过诱导氧化应激，刺激细胞炎症反应的同时，破坏了上皮屏障（图2）。
图2. 筛选对IPEC-J2细胞产生最大影响的AFB1浓度
然后以30 mg/L AFB1诱导IPEC-J2细胞损伤模型并使用不同安全浓度pBD-2处理细胞损伤模型。mRNA及蛋白表达结果显示：不同浓度pBD-2对AFB1导致的细胞损伤具有不同的缓解效果，恢复了AFB1导致的炎性细胞因子表达异常，提高了紧密连接蛋白与黏蛋白的表达（图3）。
图3. pBD-2缓解AFB1诱导的IPEC-J2细胞炎症反应并修复黏膜屏障
在体内试验中，以KM小鼠作为模型，通过灌胃方式，使用AFB1或pBD-2处理小鼠，记录不同处理组小鼠的体重变化情况并计算平均日增重（ADG），通过组织病理学分析小鼠小肠病理变化情况，再通过免疫学组织化学（荧光染色）分析了小鼠小肠炎症反应和黏膜上皮屏障的变化。检测结果显示：AFB1显著降低了小鼠体重增长速度及ADG，造成了显著肠道损伤，诱导了肠道炎症并破坏了肠上皮屏障；与AFB1组相比，pBD-2显著提高了小鼠ADG，缓解了肠道炎症反应，修复了上皮屏障与肠道损伤（图4）。
图4. pBD-2显著提高小鼠ADG，缓解肠道炎症反应并修复上皮屏障与肠道损伤
最终，借助ROS和Erk1/2抑制剂进行平行验证，探究pBD-2缓解AFB1所致氧化应激与肠黏膜损伤时潜在的作用机制。ROS和Erk1/2的检测结果显示，AFB1显著增加了ROS的积累，提高了Erk1/2的表达和磷酸化，与NAC和PD98059的作用相似，pBD-2显著降低了ROS积累，抑制了Erk1/2的表达与磷酸化（图5）。
图5. pBD-2显著降低了AFB1导致的ROS积累进和Erk1/2表达与磷酸化升高
以上研究表明，AFB1可对肠上皮细胞造成显著影响，通过增加ROS积累，提高Erk1/2的表达与磷酸化，激活ROS-Erk1/2信号通路，促进炎症反应，破坏紧密连接，干扰黏膜屏障，降低动物饲料转化率和ADG，pBD-2通过阻断ROS-Erk1/2信号通路，缓解炎症反应，修复黏膜屏障，恢复了肠道结构与功能，有效保护了肠道健康。本研究为pBD-2预防或治疗病原微生物所致肠道损伤以及将pBD-2开发为药物或饲料添加剂用于实际生产的相关研究提供了一定的理论基础。QY千亿球友会网站硕士研究生李庆豪为本论文第一作者，金鑫老师为本文通讯作者。该研究得到了河南农业大学科技创新基金（KJCX2021A07），河南省高校重点科研项目（22B230007），河南省自然科学基金（212300410156），河南农业大学博士研究启动基金（31602102）的资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972305828X?via%3Dihub
