嘔吐毒素增強已感染鼠傷寒沙門氏桿菌之豬回腸炎現(xiàn)象

 為研究腸道感染期，使用腸環(huán)模式。試驗顯示攝入適當(dāng)?shù)牡蛣┝繃I吐毒素，使得腸上皮細胞容易受到鼠傷寒沙門氏菌 (Salmonella Typhimurium) 感染，伴隨增強腸道發(fā)炎反應(yīng)。在人類，促進腸道發(fā)炎現(xiàn)象對具有腸道疾病易感基因的病患有重要意義，因為嘔吐毒素和沙門氏菌是潛在致病因子，可造成慢性腸道失調(diào)癥狀。另外以豬肺泡巨噬細胞作為全身感染期的體外試驗，低濃度的嘔吐毒素可經(jīng)由巨噬細胞內(nèi) ERK1 / 2 的 F-肌動蛋白重組來調(diào)節(jié)細胞骨架，以促進豬巨噬細胞吞噬鼠傷寒沙門氏菌。這些結(jié)果顯示，適當(dāng)?shù)牡蛣┝繃I吐毒素可調(diào)節(jié)先天免疫系統(tǒng)，也可以增加豬只對鼠傷寒沙門氏菌敏感性。因此，攝食含有嘔吐毒素的飼料之豬只具有高感染沙門氏菌風(fēng)險，也影響公共健康和豬肉消費衛(wèi)生，所以額外關(guān)注全球谷物原料和飼料頻繁發(fā)生嘔吐毒素污染事件。

 

圖 1 IPEC-J2 細胞暴露于不同毒素濃度之細胞存活率百分比

   

    傷寒沙門氏菌對暴露于不同毒素濃度的IPEC-J2 細胞之侵害分析結(jié)果顯示，當(dāng)未分化的IPEC-J2 細胞處于大于 0.025μg/mL 毒素劑量作用 24 小時下，顯著增加細菌侵害數(shù)量，如圖 2-A 所示，雖然大于 0.25μg/mL 毒素濃度會降低 62.3% 細胞存活率 (圖 1-A)。分化的 IPEC-J2 細胞呈現(xiàn)相同的趨勢，對嘔吐毒素有劑量依賴性，當(dāng)毒素劑量大于或等于0.75μg/mL，則細胞顯著受到較多菌數(shù)量傷害 (圖 2-B)。

 

圖 2 傷寒沙門氏菌對暴露于不同毒素濃度的IPEC-J2 細胞之侵害分析

 

    穿腸膜試驗顯示，未分化的IPEC-J2 細胞經(jīng) 24 小時嘔吐毒素的作用并不會破壞腸細胞完整性。但分化的IPEC-J2 細胞經(jīng) 24 小時0.5、0.75 和 1 μg/mL 嘔吐毒素的作用下增加細菌穿透數(shù)量，如圖 3 顯示。

 

 

圖 3 嘔吐毒素對傷寒沙門氏菌穿腸膜之影響

 

    利用豬腸環(huán)模式 (intestinal loop model) 測試 1 μg/mL 嘔吐毒素、鼠傷寒沙門氏菌和前兩者共存條件下，作用 6 小時，分析細胞激素分泌量以判別腸細胞發(fā)炎程度，結(jié)果圖 4 所示。IL-1β、IL-6、IL-12、IL-18、TNF-α 和 IFN-γ為細胞激素；IL-8 和 MCP-1 為趨化因子。1 μg/mL 嘔吐毒素不影響細胞分泌細胞激素和趨化因子表現(xiàn)量；但毒素與桿菌共培養(yǎng) 6 小時后，對細胞影響遠大于單獨感染沙門氏菌，IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α、IL-8 和 MCP-1 分別提高至 10.9、1.6、6.5、1.8、6.2 和 2.5 倍，不過其中對 IL-18 和 IFN-γ 無增加表現(xiàn)量。由于鼠傷寒沙門氏菌侵害和轉(zhuǎn)移至腸上皮促進腸炎發(fā)生，啟動先天免疫反應(yīng)，使得單核細胞分泌多種細胞激素如 IL-8。

 

結(jié)論

    動物采食含有嘔吐毒素的飼料會增加食物中的病原菌對動物腸道進行侵害以及增殖，造成腸炎現(xiàn)象。因此需頻繁關(guān)注全球谷物原料和飼料中的毒素含量，這些具有重要性的研究不應(yīng)該被低估。

 

 

圖 4 嘔吐毒素和鼠傷寒沙門氏菌作用于豬回腸環(huán)的細胞激素相對表現(xiàn)量

 

數(shù)據(jù)源

 Vandenbroucke V, Croubels S, Martel A, Verbrugghe E, Goossens J, Van Deun K, Boyen F, Thompson A, Shearer N, De Backer P, Haesebrouck F, Pasmans F. 2011. The mycotoxin deoxynivalenol potentiates intestinal inflammation by Salmonella typhimurium in porcine ileal loops. PLoS One. 6(8): e23871.