基因中心研究發(fā)現(xiàn)MDH2基因是嘔吐毒素細胞毒性的關(guān)鍵基因
近日，基因中心聯(lián)合新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)在卓越梯隊期刊《生物技術(shù)通報》發(fā)表題為“利用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建MDH2敲除細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、動物飼料和食品中的真菌毒素。嘔吐毒素對人和動物具有廣泛的毒性效應(yīng)，對具體表現(xiàn)為嘔吐、炎癥、消化道出血，甚至死亡，豬是對嘔吐毒素最敏感的動物。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單克隆細胞株，并研究敲除MDH2基因后抗嘔吐毒素效應(yīng)。通過熒光定量PCR及蛋白免疫印跡法驗證獲得的細胞系為MDH2基因敲除的單克隆細胞株。CCK8細胞活力實驗結(jié)果顯示，與野生型細胞相比，敲除MDH2可使IPEC-J2細胞在不同濃度嘔吐毒素（4、2、1和0.5 μg/mL）處理5 d時細胞活力分別極顯著提高18.67%、19.59%、26.36%和27.01%。流式細胞儀實驗結(jié)果顯示，與野生型細胞相比，敲除MDH2使不同濃度嘔吐毒素處理5 d的細胞死亡率分別極顯著降低30.33%、15.81%、16.00%和14.70%。通過細胞活力和細胞死亡檢測，證明該細胞株具有抗嘔吐毒素毒性效應(yīng)的效果，說明MDH2基因是嘔吐毒素產(chǎn)生細胞毒性的關(guān)鍵響應(yīng)基因，為揭示嘔吐毒素誘導(dǎo)宿主細胞死亡的毒性機制提供借鑒，為防治嘔吐毒素提供新策略。
本研究得到國家自然科學(xué)基金（31872127，32002287）和廣東省農(nóng)科院十四五學(xué)科團隊項目（202110TD，202131TD）等項目資助。
圖1 CCK8檢測MDH2基因敲除對IPEC-J2細胞抗DON毒素效應(yīng)的影響
圖2 流式檢測DON處理后IPEC-J2和MDH2-KO的細胞死亡率