论文标题：Neurotoxicological Effects of Some Mycotoxins on Humans Health and Methods of Neuroprotection

论文链接：https://www.mdpi.com/2072-6651/17/1/24

期刊名：Toxins

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/toxins

镰刀菌是粮食作物中最常见的污染真菌之一。其产生的次级代谢产物—真菌毒素，如玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、T-2毒素、白僵菌素和恩镰孢菌素等，在全球范围内对食品安全构成持续威胁。这些毒素耐热、稳定，常规食品加工难以完全去除。不仅具有肝、肾毒性，还对中枢神经系统表现出明显的毒性作用，涉及氧化应激、神经递质紊乱、细胞凋亡及血脑屏障损伤等多种机制。波兹南生命科学大学 Lidia Radko 博士团队在Toxins期刊介绍了食品中常见镰刀菌真菌毒素作为导致中枢神经系统疾病的因素所带来的威胁以及预防和最小化真菌毒素神经毒性影响的方法。

主要镰刀菌毒素及其神经毒性表现

研究团队总结了不同真菌物种产生的霉菌毒素，同时对镰刀菌属产生真菌毒素及其神经毒性作用进行了介绍。

表1 不同真菌物种产生的霉菌毒素

1.玉米赤霉烯酮（ZEA）及其代谢产物

ZEA化学结构

ZEA，化学名称6 -（10-Hydroxy-6-oxo-trans-1-undecenyl）-β-间苯二甲酸6-（10-Hydroxy-6-oxo-trans-1-undecenyl）-β-间苯二甲酸-N-lactone，是镰刀属真菌的次级代谢产物，玉米赤霉烯酮具有类雌激素作用，能够结合雌激素受体，从而干扰内分泌系统。研究发现，玉米赤霉烯酮可以穿过血脑屏障，进入脑组织后诱导活性氧生成，导致脂质过氧化和线粒体膜电位下降。在人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞中，玉米赤霉烯酮剂量依赖性地引起DNA损伤和凋亡。其主要代谢产物α-玉米赤霉烯醇和β-玉米赤霉烯醇同样具有神经毒性，表现为抗氧化酶活性紊乱和细胞周期阻滞。

2.脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）、T-2毒素与HT-2毒素

毛霉烯T-2和HT-2是倍半萜化合物，在C12-13处有一个环氧基团，这被认为对毒性至关重要。目前已经鉴定出100多种毛霉烯霉菌毒素，其中A型毛霉烯包括一些毒性最强的毛霉烯，例如T-2毒素及其去乙酰化代谢物HT-2毒素。B型毛霉烯是谷物的常见田间污染物，包括DON。

T-2毒素是单端孢霉烯族中毒性最强的成员之一。动物实验表明，T-2毒素可导致运动能力下降、记忆缺陷和焦虑样行为。其在脑组织中诱导凋亡和自噬，并显著改变血脑屏障的通透性。人星形胶质细胞对T-2毒素极为敏感，低浓度下即可引起caspase-3活化和细胞死亡。

T-2和HT-2毒素化学结构

脱氧雪腐镰刀菌烯醇是最常见的B型单端孢霉烯族毒素之一，主要污染小麦、玉米和大米。在神经系统方面，脱氧雪腐镰刀菌烯醇可导致猪、鼠等动物出现呕吐、食欲下降和行为异常。其机制包括诱导神经元内钙稳态失调、抑制蛋白质合成、增加5-羟色胺释放。此外，脱氧雪腐镰刀菌烯醇还能引起大脑皮层、海马和小脑区域的氧化损伤，并降低脑源性神经营养因子的表达。

DON化学结构

3. 新兴毒素：白僵菌素（BEA）、恩镰孢菌素（ENN）、霉酚酸（MPA）等

这些“新兴毒素”目前尚未被广泛纳入食品安全标准，但其神经毒性不容忽视。研究表明，白僵菌素和恩镰孢菌素能够快速穿过血脑屏障，并在脑细胞内蓄积，诱导线粒体功能障碍和凋亡。在SH-SY5Y细胞中，它们的半数抑制浓度甚至低于传统毒素。霉酚酸和串珠镰刀菌素也被发现可导致神经细胞能量代谢障碍和氧化损伤。

神经毒性的共同机制

尽管不同毒素的结构和作用靶点存在差异，但它们诱导神经毒性的机制具有共性：

1. 氧化应激：几乎所有镰刀菌毒素均可升高细胞内活性氧水平，降低谷胱甘肽含量，抑制超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶活性。

2. 细胞凋亡与自噬：通过线粒体途径激活caspase家族蛋白，导致神经元程序性死亡。

3. 神经递质系统紊乱：影响多巴胺、5-羟色胺、GABA等递质的合成、释放与再摄取，进而引起行为与情绪异常。

4. 血脑屏障损伤：部分毒素可直接损伤脑微血管内皮细胞，增加屏障通透性，使更多有害物质进入脑组织。

天然物质在神经保护中的应用

研究指出，由于对于真菌毒素引起的神经损伤，化学药物干预存在毒副作用大、特异性差等问题。因此，研究人员越来越多地关注植物来源的天然产物对霉菌毒素导致的神经毒性的保护作用。其中槲皮素作为一种广泛存在于水果和蔬菜中的黄酮类化合物，槲皮素在SH-SY5Y细胞中显著减轻了脱氧雪腐镰刀菌烯醇诱导的活性氧生成、DNA损伤和线粒体膜电位丧失，并恢复了神经元标志基因的表达；大蒜提取物对玉米赤霉烯酮代谢物和白僵菌素具有明显保护作用，可提高细胞存活率，推测其机制可能与增强谷胱甘肽过氧化物酶活性有关；动物实验表明，南瓜籽油、月见草油等植物油能降低真菌毒素引起的脂质过氧化水平，恢复超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性，对脑、肝、肾等多器官发挥保护作用；桦木酸在T-2毒素诱导的脑损伤模型中，可减轻脑出血、改善线粒体形态，并抑制促炎细胞因子的表达；此外，蜂蜜、洋蓟叶提取物、甜菜根提取物等也被报道具有一定的神经保护潜力。

结论与展望

现有证据表明，镰刀菌毒素对中枢神经系统的毒性作用广泛且严重，涉及氧化应激、细胞凋亡、神经递质紊乱和血脑屏障损伤等多条通路。尤其值得关注的是，一些尚未被充分监管的“新兴毒素”同样表现出强神经毒性，且易于在体内蓄积。天然植物产物因其多靶点、低毒性的特点，在缓解真菌毒素神经损伤方面显示出良好前景。然而，目前大多数研究仍停留在体外或动物水平，缺乏系统的临床验证。未来应近一步扩大对食品中新兴毒素的监测与风险评估，深入探索天然产物与毒素在体内的相互作用机制，开发具有高生物利用度的神经保护剂或功能性食品，不断降低镰刀菌毒素对人类神经系统健康的潜在危害。

原文信息

原文出自 Toxins 期刊

Kuc-Szymanek, A.; Kubik-Machura, D.; Ko?cielecka, K.; M?cik-Kronenberg, T.; Radko, L. Neurotoxicological Effects of Some Mycotoxins on Humans Health and Methods of Neuroprotection. Toxins 2025, 17, 24. https://doi.org/10.3390/toxins17010024

Toxins 期刊介绍

主编：Jay Fox, University of Virginia, Charlottesville, USA

期刊主要涵盖了由生物体产生的各类毒素领域的相关研究。

2025 Impact Factor:4.0

2025 CiteScore:8.3

Time to First Decision:18 Days

Acceptance to Publication:3.6 Days