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Transcriptional and Proteomic Analysis Revealed a Synergistic Effect of Aflatoxin M1 and Ochratoxin A Mycotoxins on the Intestinal Epithelial Integrity of Differentiated Human Caco-2 Cells
Journal of Proteome Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-08-20 , DOI: 10.1021/acs.jproteome.8b00241 Yanan Gao 1 , Songli Li 1 , Xiaoyu Bao 1 , Chaochao Luo 1 , Huaigu Yang 1 , Jiaqi Wang 1 , Shengguo Zhao 1 , Nan Zheng 1
Journal of Proteome Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-08-20 , DOI: 10.1021/acs.jproteome.8b00241 Yanan Gao 1 , Songli Li 1 , Xiaoyu Bao 1 , Chaochao Luo 1 , Huaigu Yang 1 , Jiaqi Wang 1 , Shengguo Zhao 1 , Nan Zheng 1
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Aflatoxin M1 (AFM1) is a common mycotoxin in dairy milk, and it is typically concurrently present with other mycotoxins that may represent a threat to food safety. However, knowledge of how AFM1, alone or in combination with other mycotoxins, may affect human intestinal epithelial integrity remain to be established. We employed transcriptome and proteome analysis integrated with biological validation to reveal the molecular basis underlining the effect of exposure to AFM1, ochratoxin A (OTA), or both on the intestinal epithelial integrity of differentiated Caco-2 cells. Exposure to 4 μg/mL of OTA was found to disrupt human gut epithelial integrity, whereas 4 μg/mL of AFM1 did not. The integrated transcriptome and proteome analysis of AFM1 and OTA, alone or in combination, indicate the synergistic effect of the two mycotoxins in disrupting intestinal integrity. This effect was mechanistically linked to a broad range of pathways related to intestinal integrity enriched by down-regulated genes and proteins, associated with focal adhesion, adheren junction, and gap junction pathways. Furthermore, the cross-omics analysis of mixed AFM1 and OTA compared to OTA alone suggest that kinase family members, including myosin light-chain kinase, mitogen-activated protein kinases, and protein kinase C, are the potential key regulators in modulating intestinal epithelial integrity. These findings provide novel insight into the synergistic detrimental role of multiple mycotoxins in disrupting intestinal integrity and, therefore, identify potential targets to improve milk safety related to human health.
中文翻译：
转录和蛋白质组学分析揭示了黄曲霉毒素M1和O曲霉毒素A霉菌毒素对分化的人Caco-2细胞肠上皮完整性的协同作用。
黄曲霉毒素M1（AFM1）是乳汁中常见的霉菌毒素，通常与其他霉菌毒素同时存在，可能对食品安全构成威胁。但是，关于AFM1单独或与其他霉菌毒素联合使用可能如何影响人肠上皮完整性的知识仍有待建立。我们采用转录组和蛋白质组分析与生物学验证相结合，揭示了分子基础，突显了暴露于AFM1 、,曲霉毒素A（OTA）或两者均对分化的Caco-2细胞肠上皮完整性的影响。发现暴露于4μg/ mL的OTA会破坏人肠道上皮的完整性，而4μg/ mL的AFM1则不会。单独或组合使用AFM1和OTA的综合转录组和蛋白质组分析，表明两种霉菌毒素在破坏肠道完整性方面具有协同作用。从机械上讲，这种作用与肠道完整性相关的广泛途径有关，而肠道完整性由下调的基因和蛋白质丰富，与粘着斑，粘附连接和间隙连接途径有关。此外，与单独使用OTA相比，混合的AFM1和OTA的跨组学分析表明，包括肌球蛋白轻链激酶，促分裂原激活的蛋白激酶和蛋白激酶C在内的激酶家族成员是调节肠上皮完整性的潜在关键调节剂。 。这些发现为多种霉菌毒素在破坏肠道完整性中的协同有害作用提供了新颖的见解，因此，确定了改善与人类健康相关的牛奶安全性的潜在目标。从机械上讲，这种作用与肠道完整性相关的广泛途径有关，而肠道完整性由下调的基因和蛋白质丰富，与粘着斑，粘附连接和间隙连接途径有关。此外，与单独使用OTA相比，混合的AFM1和OTA的跨组学分析表明，包括肌球蛋白轻链激酶，促分裂原激活的蛋白激酶和蛋白激酶C在内的激酶家族成员是调节肠上皮完整性的潜在关键调控因子。 。这些发现为多种霉菌毒素在破坏肠道完整性中的协同有害作用提供了新颖的见解，因此，确定了改善与人类健康相关的牛奶安全性的潜在目标。从机械上讲，这种作用与肠道完整性相关的广泛途径有关，而肠道完整性由下调的基因和蛋白质丰富，与粘着斑，粘附连接和间隙连接途径有关。此外，与单独使用OTA相比，混合的AFM1和OTA的跨组学分析表明，包括肌球蛋白轻链激酶，促分裂原激活的蛋白激酶和蛋白激酶C在内的激酶家族成员是调节肠上皮完整性的潜在关键调控因子。 。这些发现为多种霉菌毒素在破坏肠道完整性中的协同有害作用提供了新颖的见解，因此，确定了改善与人类健康相关的牛奶安全性的潜在目标。
更新日期：2018-08-21
中文翻译：
转录和蛋白质组学分析揭示了黄曲霉毒素M1和O曲霉毒素A霉菌毒素对分化的人Caco-2细胞肠上皮完整性的协同作用。
黄曲霉毒素M1（AFM1）是乳汁中常见的霉菌毒素，通常与其他霉菌毒素同时存在，可能对食品安全构成威胁。但是，关于AFM1单独或与其他霉菌毒素联合使用可能如何影响人肠上皮完整性的知识仍有待建立。我们采用转录组和蛋白质组分析与生物学验证相结合，揭示了分子基础，突显了暴露于AFM1 、,曲霉毒素A（OTA）或两者均对分化的Caco-2细胞肠上皮完整性的影响。发现暴露于4μg/ mL的OTA会破坏人肠道上皮的完整性，而4μg/ mL的AFM1则不会。单独或组合使用AFM1和OTA的综合转录组和蛋白质组分析，表明两种霉菌毒素在破坏肠道完整性方面具有协同作用。从机械上讲，这种作用与肠道完整性相关的广泛途径有关，而肠道完整性由下调的基因和蛋白质丰富，与粘着斑，粘附连接和间隙连接途径有关。此外，与单独使用OTA相比，混合的AFM1和OTA的跨组学分析表明，包括肌球蛋白轻链激酶，促分裂原激活的蛋白激酶和蛋白激酶C在内的激酶家族成员是调节肠上皮完整性的潜在关键调节剂。 。这些发现为多种霉菌毒素在破坏肠道完整性中的协同有害作用提供了新颖的见解，因此，确定了改善与人类健康相关的牛奶安全性的潜在目标。从机械上讲，这种作用与肠道完整性相关的广泛途径有关，而肠道完整性由下调的基因和蛋白质丰富，与粘着斑，粘附连接和间隙连接途径有关。此外，与单独使用OTA相比，混合的AFM1和OTA的跨组学分析表明，包括肌球蛋白轻链激酶，促分裂原激活的蛋白激酶和蛋白激酶C在内的激酶家族成员是调节肠上皮完整性的潜在关键调控因子。 。这些发现为多种霉菌毒素在破坏肠道完整性中的协同有害作用提供了新颖的见解，因此，确定了改善与人类健康相关的牛奶安全性的潜在目标。从机械上讲，这种作用与肠道完整性相关的广泛途径有关，而肠道完整性由下调的基因和蛋白质丰富，与粘着斑，粘附连接和间隙连接途径有关。此外，与单独使用OTA相比，混合的AFM1和OTA的跨组学分析表明，包括肌球蛋白轻链激酶，促分裂原激活的蛋白激酶和蛋白激酶C在内的激酶家族成员是调节肠上皮完整性的潜在关键调控因子。 。这些发现为多种霉菌毒素在破坏肠道完整性中的协同有害作用提供了新颖的见解，因此，确定了改善与人类健康相关的牛奶安全性的潜在目标。
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