Wnt/β-catenin在玉米赤霉烯酮诱导断奶仔猪子宫肥大中的作用机制

Abstract: Zearalenone (ZEA) is one mycotoxin with estrogen activity. Previously we showed that ZEA could cause reproductive toxicity and oxidative stress in weaned piglets, but the underling mechanism is not clear. On the basis of preliminary studies, combined with in vivo and in vitro test, further research was conducted to investigate the relationship among Wnt/β-catenin, reproductive hormone, oxidative stress, and uterine cell proliferation and apoptosis. The mechanism of Wnt/β-catenin in zearalenone induced uterine hypertrophy of weaned piglets was discussed preliminarily. In vivo test, on the basis of the pituitary - ovary - uterine axis, the effects of ZEA on the reproductive hormone and receptor level, the oxidative stress parameters and related gene expression, the uterine cell proliferation and apoptosis and related gene expression, and the expression of key nodes genes of Wnt/β-catenin pathway were detected. In vitro test, the isolated porcine endometrial cell combined with RNAi blockade of Wnt or Wnt over expression were used to further elucidate the mechanism of Wnt/β-catenin pathway in zearalenone induced uterine hypertrophy of weaned piglets.

玉米赤霉烯酮（Zearalenone, ZEA）是一种具有雌激素活性的真菌毒素。本课题组前期试验证实ZEA引起断奶仔猪的生殖毒性和氧化应激，在此基础上进一步以断奶仔猪为试验对象，将在体试验与体外细胞培养试验相结合，研究Wnt/β-catenin和生殖激素、氧化应激、子宫细胞增殖与凋亡之间的关系，初步探索Wnt/β-catenin通路在ZEA诱导子宫肥大中的分子机制。在体试验以垂体-卵巢-子宫轴为基础，检测ZEA对断奶仔猪生殖激素及受体水平、氧化应激指标及相关基因表达、子宫细胞增殖与凋亡及相关基因表达和Wnt/β-catenin通路关键节点基因表达的影响；离体猪子宫内膜细胞培养试验，结合RNAi阻断Wnt/过表达Wnt，进一步验证Wnt/β-catenin通路在ZEA诱导子宫肥大中的分子机制。

玉米赤霉烯酮（Zearalenone, ZEA）是由禾谷镰刀菌产生的一种非类固醇类的、具有雌激素活性的真菌毒素。ZEA及其代谢物能够引起很多动物的中毒症，其中以猪最为敏感。而饲料发霉产生的ZEA给养猪生产带来了巨大负面影响，已成为全球关注的热点问题。本研究在课题组前期试验的基础上，以断奶母仔猪为研究对象，以体内试验和体外细胞培养相结合，通过酶联免疫吸附法（ELISA）、实时荧光定量PCR、免疫组化/免疫荧光、Western-blot技术、细胞凋亡检测、转录组分析等方法，研究Wnt/β-catenin和生殖激素、氧化应激、子宫细胞增殖与凋亡之间的关系，初步探索Wnt/β-catenin通路在ZEA诱导子宫肥大中的分子机制。实验结果显示：（1）ZEA能够提高断奶仔猪血清中雌二醇、孕酮和卵泡刺激素的含量，但是高浓度（1.5 mg/kg）ZEA能够显著降低以上三种激素的水平。（2）ZEA导致断奶仔猪血清中抗氧化酶（GSH-Px、TSOD）的活性降低，而丙二醛（MDA）的含量增加。（3）ZEA能够导致断奶仔猪子宫组织和子宫内膜上皮细胞ER-α、ER-β和PR的表达，并随着ZEA浓度的升高呈现剂量效应。（4）不同浓度ZEA能够导致断奶仔猪子宫中热应激蛋白70（Hsp70）mRNA和蛋白的表达量增加。（5）不同浓度ZEA导致断奶仔猪子宫增殖凋亡相关基因BAX、BCL-2、PCNA和子宫内膜上皮细胞BCL-2、PCNA表达增加，而细胞中BAX的蛋白表达量却随着ZEA浓度的上升而下降。（6）不同浓度ZEA导致断奶仔猪子宫组织和子宫内膜上皮细胞Wnt通路相关基因Wnt1、β-catenin和GSK-3βmRNA和蛋白的表达量增加，而且呈现剂量效应。（7）ZEA能够导致仔猪子宫内膜上皮细胞中MAPK、TGF和雌激素等多条信号通路相互作用，导致Wnt信号通路被激活，促进Wnt通路上相关基因的表达。综合以上结果，我们认为玉米赤霉烯酮能够通过上调断奶仔猪子宫生殖激素和增殖凋亡相关基因的表达并改变Wnt通路相关基因表达，诱导氧化应激，从而导致断奶仔猪子宫肥大，为阐明Wnt/β-catenin通路在ZEA诱导子宫肥大中的分子机制提供了理论依据。