锌通过Sirt3-Foxo3通路缓解玉米赤霉烯酮诱导的小鼠睾丸氧化应激损伤

Zinc Alleviates Oxidative Stress Injury of the Testis Induced by Zearalenone through Sirt3-Foxo3 Pathway in Mice.

作者信息Zhifang Zhao, Jibin Yao, Zhong Guo, Lei Song, Jianxiu Ma, Yihang Song, Yanqing Ma, Jin Zhao
PMID40537599
发布时间2026-02
DOI10.1007/s12011-025-04707-w

实验完整度

包含网络毒理学预测、分子对接、动物体内实验等多层级验证,并通过功能指标和机制调控双重证据支持锌的保护作用。

主要模型

雄性昆明小鼠 小鼠睾丸组织 精子样本

重点核对

ZEA剂量(2 mg/kg) Zn剂量(10、20、40 mg/kg) 处理周期(28天) 对照组(生理盐水灌胃) 样本量(每组10只小鼠)

摘要

环境污染物,如玉米赤霉烯酮(ZEA),一种由禾谷镰刀菌产生的霉菌毒素,污染谷物作物和动物饲料,显著威胁生殖健康。ZEA的主要毒性机制涉及引发氧化应激和细胞凋亡。锌(Zn),一种对生殖健康至关重要的抗氧化剂,可能对抗ZEA毒性,但其作用机制仍不清楚。该研究的目的是探讨补充锌对ZEA诱导的睾丸毒性的缓解作用。我们结合网络毒理学和动物实验来评估锌的功效。雄性昆明小鼠被分为对照组、ZEA(2 mg/kg)、Zn(20 mg/kg)和ZEA+Zn(10/20/40 mg/kg)组,处理28天。结果显示,ZEA表现出精子质量的显著降低,伴有睾丸结构损伤。ZEA降低抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,同时增加丙二醛(MDA)水平,导致氧化应激。ZEA下调血清睾酮(T)、促卵泡激素(FSH)、促黄体生成素(LH)水平并损害类固醇生成。在ZEA组睾丸组织中观察到ROS水平和凋亡蛋白表达的显著升高。ZEA显著降低Sirt3和Foxo3的mRNA和蛋白表达水平,以及它们的免疫荧光强度。锌显著提高精子质量,改善睾丸形态,增加Sirt3和Foxo3水平,减少ROS,恢复正常抗氧化能力,改善细胞凋亡,并恢复血清激素水平。这些发现强调了ZEA的生殖风险,同时也突出了锌作为开发缓解霉菌毒素诱导的生殖毒性效应的可能候选药物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
锌能否通过Sirt3-Foxo3通路缓解ZEA诱导的小鼠睾丸氧化应激损伤?
核心机制
ZEA通过诱导氧化应激和细胞凋亡导致睾丸损伤,锌通过激活Sirt3-Foxo3通路,增强抗氧化能力并抑制凋亡,从而缓解损伤。
主要证据
动物实验显示锌显著提高精子质量、改善睾丸形态、降低ROS、恢复抗氧化酶活性、抑制凋亡,并上调Sirt3/Foxo3表达;分子对接显示ZEA与Sirt3和Foxo3结合。
研究意义
研究为锌作为缓解环境毒物诱导的生殖损伤的潜在策略提供了理论依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

网络毒理学分析

预测ZEA诱导雄性生殖毒性的潜在靶点和信号通路。

利用PharmMapper和GeneCards数据库预测ZEA靶点与疾病靶点,构建PPI网络,进行GO和KEGG富集分析,并通过CytoHubba筛选核心靶点。

2

分子对接验证

验证ZEA与核心靶点Sirt3和Foxo3的结合活性。

从PubChem获取ZEA结构,从PDB下载靶点结构,使用AutoDock进行分子对接,计算结合能。

3

动物实验验证

评估锌对ZEA诱导的小鼠睾丸损伤的缓解作用。

雄性昆明小鼠随机分为6组,灌胃处理28天,检测精子质量、睾丸指数、组织病理学、氧化应激指标、激素水平、凋亡和Sirt3/Foxo3表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
玉米赤霉烯酮Macklin17924-92-4
Trizol试剂Life Technologies--
Fastking gDNA去除RT SuperMixTIANGENKR118
FastReal荧光定量PCR预混液(SYBR Green)TIANGENFP217
SOD检测试剂盒Nanjing JianchengA001-3-2
GSH-Px检测试剂盒Nanjing JianchengA005-1-2
MDA检测试剂盒Nanjing JianchengA003-1-2
睾酮ELISA试剂盒Shanghai Enzyme-linked Biotechnologyml001948
促卵泡激素ELISA试剂盒Shanghai Enzyme-linked Biotechnologyml001910
促黄体生成素ELISA试剂盒Shanghai Enzyme-linked Biotechnologyml001984
抗Bax抗体Proteintech50599-2-Ig
抗Bcl-2抗体Proteintech26539-1-AP
抗StAR抗体Proteintech12225-1-AP
抗HSD3β2抗体Proteintech15516-1-AP
抗Sirt3抗体Proteintech10099-1-AP
抗Foxo3抗体Cell Signaling Technology12829
抗CYP11A1抗体Cell Signaling Technology14217
山羊抗兔IgG二抗Abcamab205718
山羊抗小鼠IgG二抗Abcamab205719
TUNEL试剂盒ElabscienceE-CK-A320
ROS染色试剂盒BeyotimeS0033S
含DAPI的抗淬灭封片剂SolarbioS2100
RIPA裂解液BeyotimeP0013C
蛋白酶/磷酸酶抑制剂混合物BeyotimeP1050
SDS-PAGE上样缓冲液(5x)BeyotimeP0015L
PVDF膜MerckISEQ00010

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物处理
ZEA剂量(2 mg/kg),Zn剂量(10/20/40 mg/kg),处理时间(28天),给药方式(口服灌胃),对照组(生理盐水),样本量(每组10只)
阅读提示:Materials and Methods: Animals and Experimental Designs
精子质量评估
精子计数、精子畸形率、孵育条件(37°C±0.5°C,2分钟)
阅读提示:Materials and Methods: Sperm Collection and Evaluation
氧化应激指标检测
SOD、GSH-Px活性,MDA含量,ROS水平
阅读提示:Materials and Methods: Antioxidant Capacity Assays in Serum, ROS Flow Cytometry Analysis
激素水平检测
血清T、FSH、LH水平
阅读提示:Materials and Methods: ELISA of Hormone Levels in Serum
Sirt3-Foxo3通路检测
Sirt3和Foxo3的mRNA和蛋白表达,免疫荧光强度
阅读提示:Materials and Methods: qRT-PCR, Western Blot, Immunohistofluorescence; Results: Zinc Alleviates...Sirt3-Foxo3 Pathway