（通訊員 張金福）近日，星空体育网站入口官网動物遺傳(chuan) 育種團隊聯合獸(shou) 醫毒理團隊合作在《antioxidants》期刊在線發表了題為(wei) “Genome-Scale CRISPR Knockout Screening Identifies BACH1 as a Key Regulator of Aflatoxin B1-Induced Oxidative Damage”的研究成果。該研究利用豬全基因組CRISPR敲除文庫，高通量篩選出一批參與(yu) 黃曲黴毒素B1(AFB1)致細胞毒性效應相關(guan) 的宿主因子。特別是首次發現轉錄因子BACH1是介導AFB1致細胞死亡及氧化損傷(shang) 的關(guan) 鍵基因，敲除該基因或利用預測的小分子化合物抑製其蛋白活性能有效保護細胞免受AFB1毒害，為(wei) 豬抗病性狀的遺傳(chuan) 機製解析和拮抗毒素產(chan) 品的研發提供了新靶標。

我國是世界公認的養(yang) 豬大國，養(yang) 豬業(ye) 在整個(ge) 畜牧業(ye) 中占有主導地位。AFB1是到目前為(wei) 止所發現的毒性最大的真菌毒素，其由黃曲黴和寄生曲黴產(chan) 生，嚴(yan) 重威脅食品安全與(yu) 人類健康。豬對AFB1敏感，對黴菌汙染的飼料，豬會(hui) 拒食或采食量下降、中毒後會(hui) 造成其生長遲滯、免疫功能降低，還會(hui) 導致腎髒等多髒器受損和癌變。然而，目前關(guan) 於(yu) AFB1的致病機理依然不清楚，尚缺乏有效拮抗產(chan) 品。從(cong) 遺傳(chuan) 上提高豬自身抗病能力從(cong) 而改善豬健康與(yu) 肉產(chan) 品安全，是基因編輯抗病育種亟須解決(jue) 的關(guan) 鍵技術難題。

為(wei) 了解決(jue) 上述問題，本研究利用團隊前期自主開發的豬全基因組CRISPR文庫篩選技術，針對AFB1毒素進行多輪篩選，首次在豬中發現了一批參與(yu) AFB1毒性相關(guan) 的宿主因子。進一步比較發現，敲除BACH1抑製AFB1誘導的細胞毒性效應作用最強。其同樣能減緩AFG1、AFM1和F-2誘導細胞死亡的毒性，表明BACH1可能是幾種黴菌毒素致病作用所依賴的共同宿主因子。通過RNA-Seq測序發現，BACH1敲除細胞中氧化還原反應相關(guan) 基因顯著差異表達，多種抗氧化途徑基因被顯著激活。還發現敲除BACH1能顯著抑製過氧化氫誘導的細胞死亡，由此推測BACH1敲除後能有效緩解AFB1誘導的氧化應激反應，進而降低其誘導細胞死亡的毒性。

進一步，研究團隊利用同源性高的人BACH1蛋白晶體(ti) 結構，從(cong) 含有5,5024個(ge) 小分子的化合物庫中，通過藥物虛擬篩選策略鑒定到靶向該基因的小分子抑製劑。發現細胞中添加小分子抑製劑能顯著抑製AFB1誘導的人和豬源細胞死亡。通過對AFB1灌胃的方式製備的大鼠中毒模型給予小分子化合物，發現其能有效緩解AFB1誘導的肝髒氧化損傷(shang) 。這些結果表明，鑒定的小分子化合物能通過靶向抑製BACH1活性而拮抗黃曲黴毒性。本研究首次明確了BACH1是AFB1致病效應的關(guan) 鍵宿主因子並解析了其作用機製，並開發了拮抗新藥物。課題組前期通過整合組學發現，BACH1基因的增強子區域存在與(yu) 肌肉生長性狀相關(guan) 的候選功能SNP位點（BMC Biol, 2022），暗示該基因可能還參與(yu) 豬的產(chan) 肉性狀形成。

本研究是我校動物遺傳(chuan) 育種團隊在豬全基因組CRISPR文庫創建及高通量篩選病毒抗性基因研究工作後，利用基因編輯策略高效解析豬抗病性狀遺傳(chuan) 機理的又一重要進展。

我校博士生張金福和胡嗣禕為(wei) 論文共同第一作者。我校謝勝鬆教授和王旭教授為(wei) 文章共同通訊作者。該研究得到動物營養(yang) 與(yu) 飼料科學係孫鋁輝教授和農(nong) 業(ye) 微生物學國家重點實驗室曹罡教授大力支持與(yu) 幫助。研究工作得到了嶺南現代農(nong) 業(ye) 科學與(yu) 技術廣東(dong) 省實驗室自主科研項目和國家自然科學基金等項目的資助。

原文鏈接  https://www.mdpi.com/2076-3921/11/9/1787/htm

審核：謝勝鬆