贝类Nrf2/ARE信号通路参与腹泻性贝毒代谢解毒的分子机制

Diarrhetic shellfish poisoning (DSP) toxins, one of the most important shellfish toxins, can lead to diarrhetic poisoning of humanity, and moreover, induce tumor. However, bivalves have some tolerance to DSP toxins, and various bivalve species exhibit different sensitivities to the toxicity of DSP toxins. Nrf2 is the main transcription factor that mediates ARE driven transcription. It plays an important role in protection against oxidative stress and chemicals. In this study, the Nrf2 expression in different tissues of the bivalve Perna viridis will be firstly analyzed. Secondly, the expressions of Nrf2 and related Nrf2/ARE regulated detoxification genes in bivalve will be observed upon exposure to DSP toxins. Thirdly, the expressions of Nrf2/ARE regulated detoxification genes, DSP toxins contents and responses of the bivalve to the DSP toxins will be analyzed when Nrf2 is restrained or activated. Finally, the responses of Nrf2/ARE signaling pathway to the DSP toxins in the three bivalve such as P. viridis, Crassostrea ariakensis and Ruditapes philippinarum will be compared. Our project will provide new insights into the detoxification of DSP toxins in bivalve species, and give some clues for DSP toxins removal.

腹泻性贝毒（DSP）是一类常见的贝毒素，可引起腹泻性中毒，并有引发肿瘤的危险。但贝类对DSP毒素有一定的耐受性，且不同贝类对其毒性的响应存在一定差异。我们推测，DSP毒素可能通过贝体内Nrf2/ARE信号通路激活体内代谢解毒酶，减轻毒素对贝的毒性。本项目拟通过贝类不同组织中Nrf2表达的分析、DSP毒素染毒对贝类不同组织Nrf2及其Nrf2/ARE信号通路下游解毒相关基因表达的影响研究、Nrf2/ARE信号通路受到影响时贝类对毒素响应的变化分析，以及不同贝类Nrf2/ARE信号通路对DSP毒素的响应比较等，阐释Nrf2及其Nrf2/ARE信号通路下游解毒基因的表达、毒素积累以及贝类对DSP毒素响应的关系，揭示贝类Nrf2/ARE信号通路参与DSP毒素代谢解毒的分子机制，为进一步阐明毒素在贝体内代谢解毒的分子机制，厘清不同贝类对毒素响应差异的原因奠定基础，为贝类海产品贝毒的脱除提供新的思路。

腹泻性贝毒（DSP）是一类常见的贝毒素，可引起腹泻性中毒，并有引发肿瘤的危险。但贝类对DSP毒素有一定的耐受性，且不同贝类对其毒性的响应存在一定差异。项目以利玛原甲藻（Prorocentrum lima）为DSP毒素的来源，翡翠贻贝为主要研究对象，研究了Nrf2信号通路在贝类耐受DSP毒素中的可能机制，分析了不同贝类对DSP毒素响应差异的原因。.研究发现，翡翠贻贝（Perna viridis）中的Nrf2与其他贻贝，尤其是厚壳贻贝（Mytilus coruscus）Nrf2关系密切，但与小家鼠（Mus musculus）Nrf2关系较远，说明其调节机制和功能可能存在差异。翡翠贻贝血细胞和鳃对DSP毒素的毒性敏感性不同。染毒后，血细胞JNK被激活，ROS积累过多，但未见有凋亡。短期暴露可激活血细胞Nrf2，长期暴露可诱导GR表达。在鳃中，染毒早期可致JNK激活caspase-3介导凋亡，高密度较长时间暴露可激活Nrf2信号途径，从而减轻毒素对鳃的影响，贝体内Nrf2信号通路可能在翡翠贻贝耐受DSP毒素的机制中具有重要的作用。DSP毒素染毒后，贝类可能通过miR-750_1、novel_mir4和miR-71_5调控细胞凋亡、细胞骨架、免疫响应等相关靶基因的表达对DSP毒素做出响应，miRNA可能在贝类DSP毒素代谢解毒中发挥重要作用。染毒后，不同贝类如太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）、厚壳贻贝和泥蚶（Tegillarca granosa）消化腺中DSP毒素的积累存在较大差异，其毒性响应也不同，酯化可能是造成贝类毒素积累差异的重要原因。研究为进一步明晰贝类对DSP毒素的毒性响应和解毒机制奠定了良好基础。.另外，本研究还发现DSP毒素的主要成分大田软海绵酸（OA）暴露可导致鸡胚神经管缺陷，证实OA具有较强的胚胎毒性，研究为全面评估OA对人类健康的危害提供了新的参考。