基因中心研究发现MDH2基因是呕吐毒素细胞毒性的关键基因
近日，基因中心联合新疆农业大学在卓越梯队期刊《生物技术通报》发表题为“利用CRISPR/Cas9技术构建MDH2敲除细胞株及抗呕吐毒素效应研究”研究论文。新疆农业大学动物科学学院施炜涛为论文的第一作者，基因中心副研究员张晓爱和新疆农业大学副教授邵伟为论文的通讯作者。
呕吐毒素又名脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol ，DON），是一种广泛存在于谷物、动物饲料和食品中的真菌毒素。呕吐毒素对人和动物具有广泛的毒性效应，对具体表现为呕吐、炎症、消化道出血，甚至死亡，猪是对呕吐毒素最敏感的动物。前期我们研究发现苹果酸脱氢酶2（MDH2）是呕吐毒素产生肠道细胞毒性的候选基因之一。
我们采用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建MDH2稳定敲除基因的IPEC-J2单克隆细胞株，并研究敲除MDH2基因后抗呕吐毒素效应。通过荧光定量PCR及蛋白免疫印迹法验证获得的细胞系为MDH2基因敲除的单克隆细胞株。CCK8细胞活力实验结果显示，与野生型细胞相比，敲除MDH2可使IPEC-J2细胞在不同浓度呕吐毒素（4、2、1和0.5 μg/mL）处理5 d时细胞活力分别极显著提高18.67%、19.59%、26.36%和27.01%。流式细胞仪实验结果显示，与野生型细胞相比，敲除MDH2使不同浓度呕吐毒素处理5 d的细胞死亡率分别极显著降低30.33%、15.81%、16.00%和14.70%。通过细胞活力和细胞死亡检测，证明该细胞株具有抗呕吐毒素毒性效应的效果，说明MDH2基因是呕吐毒素产生细胞毒性的关键响应基因，为揭示呕吐毒素诱导宿主细胞死亡的毒性机制提供借鉴，为防治呕吐毒素提供新策略。
本研究得到国家自然科学基金（31872127，32002287）和广东省农科院十四五学科团队项目（202110TD，202131TD）等项目资助。
图1 CCK8检测MDH2基因敲除对IPEC-J2细胞抗DON毒素效应的影响
图2 流式检测DON处理后IPEC-J2和MDH2-KO的细胞死亡率