黄曲霉毒素B1(AFB1)是毒性最强的黄曲霉毒素(AF)之一,广泛存在于发霉的花生、玉米、小麦等农产品及饲料中,严重威胁着人类及动物的健康。AFB1在肝脏代谢过程中,生成有毒代谢产物以及氧自由基(ROS),造成肝脏结构及功能的损伤;同时,AFB1代谢产物主要由肾脏排出体外,可使肾脏发生不可逆损害;AFB1毒性作用也可累及脾脏,引发机体发生炎症反应,降低免疫力。牛磺酸是人和哺乳动物体内的条件性必需氨基酸,在多种原因导致的组织损伤中发挥着抗氧化、抗炎、增强免疫力等生物学功能,但其对AFB1中毒引起的肝、肾及脾脏功能损伤的作用尚不明确。本试验通过制备AFB1中毒大鼠模型,同时饮水中添加牛磺酸,探讨牛磺酸对AFB1中毒大鼠的保护作用及机制,以期为应用牛磺酸预防AFB1中毒提供理论依据。试验一将SD大鼠随机分为3组:采用250μg/kg B.W AFB1灌胃的方式制备动物模型,分别以灌胃相同剂量的生理盐水和AFB1溶剂(DMSO)的大鼠作为正常对照组和溶剂对照组。40天试验结束后,采集大鼠的肝脏、肾脏和脾脏,石蜡切片后显微镜下观察病理变化。试验结果表明:对照组大鼠肝脏、肾脏及脾脏结构正常;AFB1中毒大鼠肝细胞索紊乱,细胞发生颗粒变性及脂肪变性;肾小管上皮细胞肿胀,胞浆呈颗粒变性;脾脏红髓充血,白髓萎缩,红髓、白髓分界不清。对照组大鼠肝脏、肾脏和脾脏结构未见显著病理改变。说明40d连续灌胃AFB1造成了大鼠的肝脏、肾脏和脾脏损伤,成功制备了AFB1中毒大鼠模型,而单独添加溶剂DMSO对脏器结构无显著影响。试验二将SD大鼠随机分为7组:模型制备方法参照试验一进行,正常对照组、溶剂对照组、牛磺酸对照组大鼠分别灌胃相同剂量的生理盐水、DMSO以及2%牛磺酸,牛磺酸干预组大鼠在制备AFB1中毒模型的基础上,饮水中分别添加1%、2%、3%牛磺酸。40d试验结束后,收集大鼠血液、尿液,检测肝功能、肾功能及血液免疫球蛋白水平。试验结果表明:随着试验时间的延长,模型组大鼠采食量逐渐减少,从20d开始,较对照组下降显著(P<0.05);体重较对照组增长缓慢,从第10d开始,与对照组差异显著(P<0.05);肝脏、肾脏指数显著增加,脾脏指数显著下降(P<0.01);血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)活性,尿素氮(BUN)、肌酐(CRE)、尿酸(UA)、胱抑素(Cys-c)水平,尿液ALP、微量白蛋白(m ALB)的水平均高于正常对照组大鼠(P<0.05或P<0.01);血清中免疫球蛋白A(Ig A)、免疫球蛋白M(Ig M)、免疫球蛋白G(Ig G)含量明显低于正常对照组大鼠(P<0.05);牛磺酸干预组大鼠食欲增加,从30d开始,与模型组相比,采食量增加显著(P<0.05);牛磺酸干预组体增重从试验第10d开始较模型组显著增加<0.05);肝脏、肾脏指数较AFB1中毒大鼠明显降低,脾脏指数显著增加(P<0.05);血清ALT、AST、ALP活性、LDH活性、BUN、CRE、UA、Cys-c水平、尿液ALP、m ALB水平显著升高(P<0.05或P<0.01);血清Ig A、Ig M、Ig G含量显著降低(P<0.05或P<0.01),其中2%和3%牛磺酸干预效果优于1%牛磺酸;牛磺酸对照组、DMSO对照组大鼠上述指标与正常对照组大鼠差异不显著。上述结果说明牛磺酸能缓解大鼠的AFB1中毒症状,改善AFB1导致的大鼠肝脏、肾脏和脾脏组织的病理损伤,提高大鼠的肝、肾功能及体液免疫机能,从而在一定程度上保护大鼠免受AFB1导致的毒性损伤。试验三在前期结果的基础上将大鼠随机分为5组:牛磺酸干预组选择2%牛磺酸添加到饮水中,其余各组大鼠处理同试验二。40d试验结束后,采集肝脏、肾脏和脾脏,检测抗氧化能力,肝脏线粒体功能,肝脏、肾脏细胞凋亡情况,肝脏、肾脏Nrf2信号通路和细胞凋亡通路相关因子m RNA表达水平,肝脏、脾脏炎性因子水平及TLR4及下游信号通路相关基因表达水平。试验结果表明:AFB1中毒大鼠肝脏、肾脏和脾脏中超氧化物歧化酶(SOD)、总抗氧化能力(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽(GSH)活性/含量显著降低,丙二醛(MDA)水平显著增加(P<0.05或P<0.01);肝脏、肾脏信号Nrf2通路关键因子Nrf2、NQO1、HO-1、GCLC、GSH-Px、SOD m RNA表达显著降低(P<0.05或P<0.01);肝脏线粒体膜电位(MMP)、线粒体解偶联蛋白2(UCP2)、肉毒碱棕榈酰转移酶(CPT-1)、细胞色素C氧化酶(COX)、NADPH细胞色素C还原酶(NCR)水平显著降低(P<0.05或P<0.01);肝脏、肾脏细胞凋亡率显著增加,Bax、Bak-1、Apaf-1、Caspase 9、Caspase 3 m RNA表达显著升高,Bcl-2 m RNA表达量下降(P<0.05或P<0.01);肝脏、脾脏肿瘤坏死因子α(TNF-α),白细胞介素1β(IL-1β),白细胞介素6(IL-6)水平显著升高,TLR4信号通路关键因子TLR4、CD14、My D88、NF-κB p65 m RNA表达量显著升高(P<0.05或P<0.01)。与AFB1中毒大鼠相比,2%牛磺酸干预组大鼠肝脏、肾脏和脾脏SOD、T-AOC、CAT、GSH-Px、GSH活性/含量显著增加,MDA水平显著降低(P<0.05或P<0.01);肝脏、肾脏Nrf2信号通路关键因子m RNA表达显著增加;肝脏MMP、UCP2、CPT-1、COX、NCR水平显著升高(P<0.05或P<0.01);肝脏、肾脏细胞凋亡率显著减少,Bax、Bak-1、Apaf-1、Caspase 9、Caspase 3 m RNA表达量显著降低,Bcl-2 m RNA表达量显著增加(P<0.05或P<0.01);肝脏、脾脏TNF-α,IL-1β,IL-6水平显著降低,TLR4、信号通路关键因子m RNA表达量显著减少(P<0.05或P<0.01)。以上结果说明:(1)牛磺酸可通过上调Nrf2信号通路,促进抗氧化酶的转录和翻译,增强大鼠肝脏、肾脏和脾脏的抗氧化能力,清除过量的ROS,从而保护大鼠免受AFB1导致的氧化应激损伤;(2)牛磺酸可保护线粒体的结构,维持正常的线粒体功能,进而通过抑制线粒体凋亡通路减少AFB1诱导的肝脏、肾脏细胞凋亡;(3)牛磺酸可下调AFB1中毒大鼠TLR4及其下游信号通路的表达,抑制炎性因子的转录及翻译,进而抑制AFB1引起的肝脏、脾脏的炎性损伤。