T-2毒素属于A类单端孢霉烯族毒素(Trichothecenes),主要由镰刀菌属(Fusariumgenus)的部分菌株产生,是自然发生污染饲料和粮食的主要毒素之一。相比于人类,畜禽接触T-2毒素的概率更高,受到的危害更大。因此,以畜禽为研究对象,深入系统研究T-2毒素的分子毒理、代谢转化及调控机制,不但能揭示畜禽产品中有害物质形成、残留、毒性作用的分子机制,还能为减少T-2毒素对畜禽的危害及其在畜禽体内的残留提供靶标和手段,对于保障畜禽健康生产和产品安全意义重大。细胞色素P450氧化酶(cytochrome P450,CYP)是一组结构和功能相关的基因编码的膜蛋白,存在于几乎所有生物体内,主要催化内源物质和外源化合物的代谢。本实验室前期研究表明鸡CYP1A5、猪CYP3A22可参与T-2毒素的羟化代谢,同时T-2毒素可诱导鸡CYP1A5在转录水平的上调表达,T-2毒素可通过转录因子NF-Y诱导猪CYP3A22上调表达。因此,基于本实验室前期的研究结果,我们对T-2毒素处理的鸡胚原代肝细胞样品进行了转录组测序,在所有上调表达的基因中CYP1A4和CYP1A5分别居于第一和第三位。同时我们发现多种霉菌毒素均可诱导鸡CYP1A4和CYP1A5在转录水平的上调,但仅T-2毒素可特异的诱导鸡CYP1A4上千倍和CYP1A5上百倍的表达。Western blot同样验证了T-2毒素可诱导鸡CYP1A家族在蛋白水平的上调表达。比较与T-2毒素分子结构的类似的其他单端孢霉烯族毒素对CYP1A家族的诱导情况,我们发现T-2毒素结构的15位C原子上的乙酰基与该现象有关。因鸡CYP1A5可参与T-2毒素的羟化代谢,所以我们更关注T-2毒素诱导CYP1A5表达的分子机制。为了明确该分子机制,我们克隆获得了鸡CYP1A5的上游约2.4 kb的序列。使用双荧光素酶报告基因的方法,通过启动子的缺失分析,找到了对CYP1A5本底调控起重要作用的一个区域:启动子上游-311 bp~-250 bp。我们利用软件MatInspector对此区间进行预测,结合启动子突变分析,找到了参与CYP1A5本底表达的顺式作用元件:异源物质效应元件(xenobiotic-responsive element,XRE)。过表达结合在该顺式作用元件的转录因子芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AHR),可使CYP1A5在转录水平上调表达和启动子活性增加;敲降AHR可使CYP1A5在转录水平下调表达,证明AHR可参与CYP1A5本底表达调控。此外我们用启动子缺失突变实验验证了转录因子AHR参与T-2毒素对CYP1A5的诱导调控。AHR抑制剂白藜芦醇,同样可抑制T-2毒素诱导的CYP1A5表达。综上所述,本实验发现T-2毒素可相对特异性的在转录水平剧烈上调鸡CYP1A4和CYP1A5的表达,该现象可能与其结构上15位C原子上的乙酰基相关。同时我们发现顺式作用元件XRE和转录因子AHR可参与CYP1A5本底调控和响应T-2毒素的诱导调控。