基因中心研究發(fā)現(xiàn)MDH2基因是嘔吐毒素細(xì)胞毒性的關(guān)鍵基因
近日，基因中心聯(lián)合新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)在卓越梯隊(duì)期刊《生物技術(shù)通報(bào)》發(fā)表題為“利用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建MDH2敲除細(xì)胞株及抗嘔吐毒素效應(yīng)研究”研究論文。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院施煒濤為論文的第一作者，基因中心副研究員張曉愛(ài)和新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授邵偉為論文的通訊作者。
嘔吐毒素又名脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol ，DON），是一種廣泛存在于谷物、動(dòng)物飼料和食品中的真菌毒素。嘔吐毒素對(duì)人和動(dòng)物具有廣泛的毒性效應(yīng)，對(duì)具體表現(xiàn)為嘔吐、炎癥、消化道出血，甚至死亡，豬是對(duì)嘔吐毒素最敏感的動(dòng)物。前期我們研究發(fā)現(xiàn)蘋果酸脫氫酶2（MDH2）是嘔吐毒素產(chǎn)生腸道細(xì)胞毒性的候選基因之一。
我們采用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建MDH2穩(wěn)定敲除基因的IPEC-J2單克隆細(xì)胞株，并研究敲除MDH2基因后抗嘔吐毒素效應(yīng)。通過(guò)熒光定量PCR及蛋白免疫印跡法驗(yàn)證獲得的細(xì)胞系為MDH2基因敲除的單克隆細(xì)胞株。CCK8細(xì)胞活力實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與野生型細(xì)胞相比，敲除MDH2可使IPEC-J2細(xì)胞在不同濃度嘔吐毒素（4、2、1和0.5 μg/mL）處理5 d時(shí)細(xì)胞活力分別極顯著提高18.67%、19.59%、26.36%和27.01%。流式細(xì)胞儀實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與野生型細(xì)胞相比，敲除MDH2使不同濃度嘔吐毒素處理5 d的細(xì)胞死亡率分別極顯著降低30.33%、15.81%、16.00%和14.70%。通過(guò)細(xì)胞活力和細(xì)胞死亡檢測(cè)，證明該細(xì)胞株具有抗嘔吐毒素毒性效應(yīng)的效果，說(shuō)明MDH2基因是嘔吐毒素產(chǎn)生細(xì)胞毒性的關(guān)鍵響應(yīng)基因，為揭示嘔吐毒素誘導(dǎo)宿主細(xì)胞死亡的毒性機(jī)制提供借鑒，為防治嘔吐毒素提供新策略。
本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（31872127，32002287）和廣東省農(nóng)科院十四五學(xué)科團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（202110TD，202131TD）等項(xiàng)目資助。
圖1 CCK8檢測(cè)MDH2基因敲除對(duì)IPEC-J2細(xì)胞抗DON毒素效應(yīng)的影響
圖2 流式檢測(cè)DON處理后IPEC-J2和MDH2-KO的細(xì)胞死亡率