《Cellular Signalling》：CCL2 drives macrophage M2 polarization via CH25H-mediated metabolic reprogramming to ameliorate post-myocardial infarction remodeling
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為解析黃曲霉毒素（Aflatoxins）透過乳腺屏障污染乳汁的生理機制，本研究通過體外跨上皮轉運實驗和體內(nèi)小鼠泌乳模型，證實了ABCG2轉運蛋白是調(diào)控黃曲霉毒素B2（AFB2）和G1（AFG1）血漿水平及向乳汁主動轉運的關鍵決定因素，發(fā)現(xiàn)牛ABCG2基因Y581S多態(tài)性（SNP）可增強AFB2的轉運。該成果為闡明有毒污染物在哺乳動物體內(nèi)的生物分布和評估乳汁安全風險提供了新的分子機制見解。
想象一下，一杯看似純凈的牛奶，它不僅是我們餐桌上常見的飲品，也可能是嬰幼兒成長初期最重要的營養(yǎng)來源。然而，這杯牛奶的安全性正受到一種肉眼看不見的天然毒素——黃曲霉毒素的威脅。這類由真菌產(chǎn)生的強致癌物質(zhì)，通過受污染的飼料進入奶牛體內(nèi)后，竟能穿越生物屏障，最終出現(xiàn)在乳汁中，構成了動物和人類的雙重健康風險。雖然牛奶安全評估長期聚焦于黃曲霉毒素M1（AFM1），但AFB2與AFG1在乳制品甚至人乳中的檢出，敲響了新的警鐘。面對日益復雜的食品安全挑戰(zhàn)，一個根本性問題亟待解答：這些毒素是如何跨越屏障進入乳汁的？背后是否存在一個高效的“特洛伊木馬”？
為回答這一關鍵問題，來自西班牙萊昂大學的Laura álvarez–Fernández、Alicia Millán–García等研究人員在著名期刊《Cellular Signalling》上發(fā)表了一項開創(chuàng)性研究。他們聚焦于ATP結合盒轉運蛋白G2（ABCG2，也稱乳腺癌耐藥蛋白），這個廣泛分布于乳腺上皮細胞頂膜的“外排泵”，已知能主動將多種外源物（包括藥物和毒素）“泵”入乳汁。研究團隊綜合運用體外和體內(nèi)實驗模型，系統(tǒng)探究了ABCG2在AFB2和AFG1跨膜轉運和乳汁分泌中的核心作用，并深入分析了物種差異及關鍵基因多態(tài)性的影響。
本研究主要采用了三個核心技術方法。其一，利用表達不同物種（小鼠、人、綿羊、牛）ABCG2變異體（包括牛野生型Y581和多態(tài)性S581）的馬丁-達比犬腎（MDCK-II）細胞進行體外跨上皮轉運實驗，以明確這兩種黃曲霉毒素是否為ABCG2的底物。其二，通過野生型和Abcg2基因敲除（Abcg2–/–）的轉基因小鼠模型進行體內(nèi)泌乳研究，口服給予毒素后，采集血漿和乳汁樣本，以驗證ABCG2在活體動物中調(diào)控毒素血漿水平和乳汁分泌的作用。其三，所有樣本中AFB2和AFG1的濃度均通過液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS） 進行精確檢測和定量分析。
3.1. ABCG2轉運蛋白介導AFB2和AFG1的體外跨極上皮單層轉運
為了評估ABCG2在AFB2和AFG1跨上皮轉運中的作用，研究團隊采用了過表達不同物種ABCG2變體的MDCK-II細胞系。實驗結果顯示，在不表達ABCG2的親本細胞中，AFB2和AFG1的頂側至基底側（AB）和基底側至頂側（BA）轉運率基本相當，轉運比值接近1，表明不存在方向性轉運。然而，在所有表達ABCG2（包括小鼠、人、綿羊和牛的野生型Y581與多態(tài)型S581變體）的轉染細胞亞克隆中，都觀察到了顯著的BA方向優(yōu)勢轉運，表現(xiàn)為BA方向轉運顯著增加，而AB方向轉運顯著減少。這一趨勢通過BA/AB外排比的顯著增加得到證實，對于AFB2，在部分物種的ABCG2亞克隆中，該比值甚至高達40倍以上。使用特異性ABCG2抑制劑Ko143處理后，這種方向性轉運被完全抑制，轉運比降至與親本細胞相當?shù)乃剑瑥亩_認了轉運的ABCG2特異性。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，對于AFB2，攜帶牛ABCG2 S581多態(tài)性變體的細胞，其外排比顯著高于野生型Y581變體，表明該多態(tài)性增強了AFB2的轉運效率；而對于AFG1，兩種牛變體之間則未觀察到顯著差異。這些體外數(shù)據(jù)強有力地證實，AFB2和AFG1是跨物種ABCG2轉運蛋白的底物，并能被其有效地定向轉運。
3.2. Abcg2轉運蛋白介導AFB2和AFG1的主動乳汁分泌
為了驗證ABCG2在活體中的作用，研究人員利用泌乳期的野生型和Abcg2–/–小鼠模型進行體內(nèi)實驗。口服給予AFB2或AFG1后45分鐘采集血漿和乳汁樣本。分析結果表明，與體外實驗結果一致，Abcg2在調(diào)控兩種毒素的體內(nèi)處置中扮演核心角色。與野生型小鼠相比，Abcg2–/–小鼠的血漿中AFB2和AFG1濃度分別高出約1.5倍和1.4倍，說明Abcg2能限制毒素的全身性暴露，降低其血漿生物利用度。相反地，在乳汁中，野生型小鼠的AFB2濃度幾乎是Abcg2–/–小鼠的2倍，而AFG1濃度更是高達近3倍。計算得到的乳汁-血漿比值更清晰地揭示了Abcg2的主動分泌功能：野生型小鼠的AFB2和AFG1乳汁-血漿比值分別是Abcg2–/–小鼠的3.1倍和3.6倍。這些數(shù)據(jù)首次在活體水平證明，Abcg2是決定AFB2和AFG1血漿水平并促進其主動分泌至乳汁中的關鍵決定因素。
研究在討論部分整合了所有發(fā)現(xiàn)，并深入探討了其深遠意義。首先，該研究首次將AFB2和AFG1確立為ABCG2的底物，擴展了ABCG2與黃曲霉毒素家族的相互作用譜，并強調(diào)了ABCG2在限制毒素全身暴露（降低血漿濃度）與促進其向乳汁轉移這一看似矛盾的雙重角色中的核心作用。其次，研究揭示了物種間轉運效率的差異（如鼠、羊變體活性高于人、牛變體），并首次證實牛的Y581S多態(tài)性（SNP，單核苷酸多態(tài)性）能增強AFB2（而非AFG1）的體外轉運效率。這表明，即使暴露于相同水平的污染，攜帶S581等位基因的奶牛可能將更多AFB2分泌至牛奶中，這為基于風險的食品安全評估引入了重要的遺傳變異維度。
該研究的意義重大，它為深入理解黃曲霉毒素等外源污染物如何在哺乳動物體內(nèi)，特別是跨越乳腺屏障進行生物分布提供了全新的分子機制視角。鑒于牛奶是人類，尤其是嬰幼兒的關鍵營養(yǎng)來源，而嬰幼兒肝臟解毒能力有限，即便是微量的黃曲霉毒素通過ABCG2途徑進入乳汁，也可能對脆弱人群構成不成比例的健康風險，包括生長遲緩、發(fā)育遲滯和長期肝損傷甚至肝癌風險。同時，研究結果提示，ABCG2的活性可能受到飲食成分、共存的多種霉菌毒素或其他外源物的影響，產(chǎn)生競爭性或抑制性相互作用，從而進一步復雜化乳汁污染的風險評估。此外，在氣候變化可能加劇全球真菌污染分布的背景下，將ABCG2作為關鍵的生理決定因素納入黃曲霉毒素暴露和風險評估框架，變得尤為重要和迫切。這項研究不僅深化了基礎毒理學機制認知，也為制定更精準的食品（尤其是乳制品）安全標準和風險評估策略提供了堅實的科學依據(jù)。
