本文由Yu Ma、Peiyan Tang、Jiaqi Xu、Tao Li、Jiahang Zhang、Haidong Li、Yutan Bai、Qinghui Wang和Qingshan Wang等作者共同完成，发表于2024年7月3日的《Ecotoxicology and Environmental Safety》期刊上。该研究由大连医科大学公共卫生学院健康毒理学系、国家地方联合工程研究中心（神经退行性疾病药物研发）以及大连医科大学附属第一医院等机构合作完成。研究聚焦于β-甲基氨基-L-丙氨酸（β-methylamino-L-alanine, BMAA）诱导的小鼠肝损伤，并探讨了中性粒细胞胞外陷阱（Neutrophil Extracellular Traps, NETs）在这一过程中的作用。
BMAA是一种由蓝藻产生的非蛋白质氨基酸，长期以来被认为是一种神经毒素，能够通过与谷氨酸受体结合，导致神经元细胞过度兴奋和细胞死亡。然而，随着全球范围内淡水中蓝藻的广泛分布以及BMAA的生物富集效应，研究BMAA的非神经毒性效应变得尤为重要。尽管已有研究表明BMAA能够通过氧化应激导致肝脏损伤，但其具体的分子机制尚不明确。NETs是中性粒细胞在应对病原体时释放的一种网状结构，由DNA、组蛋白和多种蛋白酶组成。虽然NETs在免疫防御中具有重要作用，但其过度形成与多种炎症性疾病相关，包括肝脏炎症。本研究首次证实了BMAA能够诱导肝脏中NETs的形成，并探讨了其可能的分子机制。
研究使用C57BL/6小鼠作为实验对象，将其随机分为对照组、BMAA组、BMAA+DNase 1组、DNase 1组、BMAA+L-丝氨酸组和L-丝氨酸组。BMAA通过静脉注射给予小鼠，剂量为300 mg/kg，连续3天。DNase 1用于清除NETs，L-丝氨酸则作为BMAA的拮抗剂。实验通过HE染色、双免疫荧光标记、血清游离DNA检测、AST和ALT测定、MDA和GSH测定、Western blotting以及qRT-PCR等方法，评估了BMAA对小鼠肝脏的损伤作用及NETs的形成机制。
BMAA诱导小鼠肝损伤：BMAA处理导致小鼠肝脏中凋亡相关蛋白cleaved-caspase 3的表达显著升高，同时肝脏中的氧化应激标志物GSH水平下降，MDA水平上升。此外，BMAA还诱导了炎症因子TNF-α的释放，表明BMAA能够通过氧化应激和炎症反应导致肝脏损伤。
BMAA诱导NETs的形成：BMAA处理显著增加了小鼠肝脏中NETs相关蛋白MPO和citrullinated histone H3（CitH3）的表达，并通过双免疫荧光标记和血清游离DNA检测证实了NETs的形成。NETs的形成与BMAA诱导的氧化应激和炎症反应密切相关。
ERK/p38信号通路在NETs形成中的作用：BMAA通过激活ERK/p38信号通路促进了NETs的形成。Western blotting结果显示，BMAA处理显著增加了p-ERK和p-p38的表达，表明ERK/p38信号通路在BMAA诱导的NETs形成中起关键作用。
抑制NETs形成减轻BMAA诱导的肝损伤：通过使用DNase 1清除NETs，显著减轻了BMAA诱导的肝脏损伤。DNase 1处理降低了肝脏中NETs相关蛋白的表达，并减少了氧化应激和炎症因子的释放。此外，DNase 1还抑制了CGAS/STING信号通路的激活，进一步证实了NETs在BMAA诱导的肝损伤中的重要作用。
L-丝氨酸通过抑制NETs形成减轻肝损伤：L-丝氨酸作为BMAA的拮抗剂，能够通过抑制ERK/p38信号通路减少NETs的形成，从而减轻BMAA诱导的肝脏损伤。L-丝氨酸处理显著降低了肝脏中NETs相关蛋白的表达，并改善了氧化应激和炎症反应。
本研究首次揭示了BMAA通过诱导NETs的形成加剧肝脏损伤的分子机制。BMAA通过激活ERK/p38和CGAS/STING信号通路，促进了NETs的形成，进而导致氧化应激和炎症因子的释放。NETs的清除或通过L-丝氨酸抑制其形成，能够显著减轻BMAA诱导的肝脏损伤。这一发现为BMAA的非神经毒性和免疫毒性提供了新的实验证据，并为进一步研究BMAA的毒性机制及其防治策略提供了重要参考。
本研究创新性地证实了BMAA能够通过ERK/p38和CGAS/STING信号通路诱导肝脏中NETs的形成，进而加剧氧化应激和炎症反应，导致肝脏损伤。通过清除NETs或使用L-丝氨酸抑制其形成，能够有效减轻BMAA诱导的肝脏损伤。这一研究为BMAA的非神经毒性和免疫毒性提供了新的实验室证据，具有重要的科学和应用价值。