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长期以来黄曲霉毒素B₁（Aflatoxin B₁，AFB₁）的肝毒性被认为是代谢产生的AFB1-8,9-环氧化物破坏细胞DNA所致，然而这并不能解释不同物种对AFB₁敏感性差异较大的问题。本项目提出AFB₁扰动肠道菌群及其代谢物致使机体肝毒性的假设，验证并阐释了AFB₁基于“肠-肝”轴诱发肝细胞焦亡的分子机制。首先采用高通量测序和代谢物组学对AFB₁染毒小鼠粪便中菌群以及代谢物进行分析，显著改变小鼠肠道菌群的多样性、丰富度和组成结构；同时发现差异代谢物与肝细胞焦亡和特征菌群呈强正相关。然后，构建伪无菌小鼠、无菌粪便代谢物移植和粪菌移植小鼠模型，探究“肠-肝”轴与AFB₁肝毒性间的因果关系。发现AFB₁无法诱发伪无菌小鼠肝细胞焦亡，移植AFB₁扰动的肠道菌群或代谢物的小鼠表现出显著的肝细胞焦亡，且受扰动的代谢物比菌群更易激活肝细胞焦亡信号通路，表明了菌群代谢物在AFB₁诱发小鼠肝细胞焦亡中的关键作用。随后，基于与焦亡关键蛋白TLR4和NLRP3的结合，采用分子对接手段筛选出特征菌群代谢物哌啶甲酸（Pipecolic acid, PA）和去甲肾上腺素（Norepinephrine, NE）可显著激活细胞焦亡通路。最后构建野生型、TLR4 和 NLRP3基因沉默肝细胞模型，证明了代谢物PA和NE以TLR4、NLRP3蛋白依赖型激活肝细胞焦亡。因此可得结论：AFB₁扰动肠道菌群产生大量代谢物PA和NE，通过TLR4、NLRP3蛋白依赖型激活肝细胞焦亡，基于“肠-肝”轴导致肝毒性。