文章题目：Multi-omics analysis reveals thatalginate oligosaccharides mitigateochratoxin A-induced renalimpairment in mice and isrelevant to the regulation of PPARsignaling

发表期刊：Frontiers in Veterinary Science

影响因子：3.1（2026）

通讯单位：广东海洋大学

研究背景

        赭曲霉毒素A（Ochratoxin A, OTA）是曲霉、青霉产生的次级代谢产物，广泛存在于饲料原料中，毒性仅次于黄曲霉毒素B₁，肾脏是其主要攻击靶器官。OTA可破坏肾脏组织结构，抑制肾小球滤过与肾小管重吸收功能，降低机体抗氧化能力，阻碍活性氧清除。该毒素会在近端肾小管上皮细胞内蓄积，破坏上皮细胞离子转运功能，进一步诱发氧化损伤、细胞凋亡与炎症反应。褐藻寡糖（Alginate oligosaccharide, AOS）是褐藻胶降解得到的海洋活性寡糖，水溶性好、生物利用率高，可激活抗氧化通路、抑制炎症反应，已有报道显示AOS可改善肾小管硬化、萎缩、水肿、空泡变性等病理损伤，减轻炎症细胞浸润介导的肾间质纤维化。与AOS同源的褐藻胶，可降低小鼠血清肌酐、尿素氮水平，提升肌酐清除率，改善肾功能，维持肾脏排泄功能。海藻来源糖类还可抑制肾脏线粒体自噬过度激活、保护肠道屏障，避免继发性肾损伤。尽管AOS的多种生物学活性已得到验证，但针对肾脏疾病的治疗研究仍较为有限，并且OTA暴露介导的肾脏线粒体超微结构改变、肾脏内代谢物蓄积等具体分子机制尚不明确。

        OTA诱导的肾毒性受多重因素共同调控，仅依靠单一组学难以区分关键驱动信号，无法解析复杂的分子调控网络。现有AOS相关研究大多局限于体内外表型验证，缺少转录组与代谢组联合的多组学机制探究。因此该文章结合H&E组织染色、透射电镜、代谢组及转录组测序技术，从组织形态、亚细胞结构到分子层面，系统阐明AOS缓解OTA所致小鼠肾脏损伤的保护效应及其作用机制。

        C57BL/6小鼠经过七天适应性喂养后，随机分组后按照图1A流程分别进行给药处理，H&E染色结果显示：对照组肾脏组织结构完整，肾小球形态正常，近曲小管、远曲小管上皮细胞排列紧密，无炎症细胞浸润（图1B）。OTA处理后，小鼠肾小囊腔边界模糊，肾皮质淋巴细胞浸润，肾小管上皮细胞轻度水肿；AOS干预后肾脏病理损伤明显缓解，肾小球结构恢复清晰，肾小囊模糊得到改善，炎症细胞浸润范围与浸润程度显著降低（图1C和D）。

图1 AOS对暴露于黄曲霉毒素A(OTA)小鼠肾组织形态学的影响

        继续采用透射电镜对小鼠肾脏细胞线粒体超微结构进行精确分析，结果显示对照组线粒体结构完整，线粒体嵴丰富清晰。OTA处理造成显著线粒体损伤：线粒体双层膜边界模糊，大量线粒体嵴结构模糊甚至消失。AOS干预后线粒体损伤明显修复，线粒体肿胀减轻，轮廓趋于正常（图2）。

图2 AOS对暴露于OTA的小鼠肾脏线粒体超微结构的影响

        接下来，作者采用多组学对AOS缓解OTA所致小鼠肾脏损伤的保护效应及其作用机制进行了研究。代谢组显示，OTA组与对照组共鉴定79个差异代谢物（其中33个上调，46个下调）；AOS+OTA组对比OTA组共36个差异代谢物（其中15个上调，21个下调）（图3）。OTA处理后胸腺嘧啶含量显著下降；补充AOS后，抗坏血酸、肌肽、胸腺嘧啶含量显著回升（图4）。此外，在差异代谢物中，一个经质谱分析推测为二甲戊灵的特征峰在补充AOS后显著降低。差异代谢物KEGG注释主要富集在蛋白质消化吸收、氨基酸代谢、mTOR信号通路（图5）。

图3 AOS对暴露于OTA小鼠肾脏代谢组的影响

图4 AOS对暴露于OTA小鼠肾关键差异代谢物的影响

图5 AOS对暴露于OTA小鼠肾脏差异代谢物及通路富集的影响

        转录组学结果则表明，OTA组Aldh1a3、Cps1、Cox8b表达水平显著低于对照组；AOS干预后，Aldh1a3、Cps1、Cox8b、触珠蛋白（Hp）表达显著上调。KEGG富集分析提示PPAR信号通路在组间显著富集（图6、图7A）。

图6 AOS对暴露于OTA小鼠肾脏中差异基因和通路富集的影响

        代谢‑转录组联合分析结果显示：OTA损伤条件下灌胃AOS，上调Cps1、Aldh1a1、Cox8b、Gls2基因表达，促进L‑精氨酸、肌肽等保护型代谢物积累，这有利于肾脏细胞解毒（图7B）。

图7 AOS对小鼠肾脏中暴露于OTA后差异基因与代谢物之间关联的影响

总结

        综上，AOS口服干预，可改善赭曲霉毒素A暴露小鼠肾脏组织形态损伤与线粒体超微结构病变；上调肾脏Cps1、Aldh1a3、Cox8b基因表达，提升L‑精氨酸、肌肽等保护性代谢物水平。结合代谢组‑转录组联合分析，AOS主要通过激活PPAR信号通路，缓解OTA诱导的小鼠肾损伤。本研究为褐藻来源活性物质缓解真菌毒素肾损伤提供新见解，助力海洋源解毒功能制剂开发。本研究仅提供初步组学线索，更深层的分子机制有待后续验证。

        原文链接：https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1702799

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作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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