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食源性铅污染已经成为严重威胁人们健康的公共安全卫生问题。铅暴露对血液、肝脏和肾脏等多种组织和器官造成永久性损伤。肠道作为主要吸收器官,在铅吸收和排泄的过程中,铅不可避免的会与肠道及肠道寄居的大量微生物直接接触,并对它们产生影响。同时,肠道菌群很可能对铅等重金属的吸收、分布、排泄及其生理毒性具有一定的调节作用,因此,本课题旨在探究肠道微生物与铅毒性的互作关系。首先,以抗生素导致肠道菌群敲减的小鼠和正常小鼠为对象,探究肠道菌群对小鼠铅吸收及铅毒性的影响。结果表明,与正常小鼠相比,肠道菌群敲减小鼠的肝脏、肾脏和脑组织以及血液中铅水平显著升高,粪便中铅含量显著降低,表明肠道菌群敲减可能导致机体与肠腔内铅离子的直接接触,减少了铅随粪便的排出,促进铅在体内的蓄积。基于16S rRNA基因的扩增子测序技术,建立铅暴露模型,研究急慢性铅暴露对小鼠肠道菌群的影响。结果表明急慢性铅暴露均导致小鼠肠道微生物多样性和丰度显著下降,急性铅暴露导致肠道中肠杆菌属、假单胞菌属等兼性厌氧微生物增殖,瘤胃球菌、Adlercreutzia、S24-7_unclassified和Allobaculum属的相对丰度下降。慢性铅暴露后,铅暴露小鼠肠道厚壁菌门/拟杆菌门的比值显著增加,瘤胃菌科、毛螺菌科、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Lachnoclostridium、颤杆菌属、阿克曼氏菌属等9个核心OTUs显著减少,其他各属均未见明显上调。同时,对肠道功能的评价表明,急慢性铅暴露导致小鼠组织中丙二醛含量显著升高,超氧化物歧化酶活性、谷胱甘肽含量下降,引发肠道氧化损伤,导致结肠中短链脂肪酸含量显著下降。急性铅暴露导致小鼠血清中DX-4000-FITC(dextran-4000-fluorescein isothiocyanate)显著升高,慢性铅暴露诱导肠道ZO-1、ZO-2、Occludin和Claudin等紧密连接蛋白基因下调,以上结果表明急慢性铅暴露引起肠道菌群结构紊乱,并对肠道及肠道功能造成了损伤。进一步探究回补铅敏感菌株(阿克曼氏菌ATCC BAA-835、普拉氏梭杆菌A2-165和颤杆菌GH1)及三者的混菌是否可以缓解小鼠铅毒性,体内实验表明,植物乳杆菌作为阳性对照菌株,表现为最好的排铅效果。颤杆菌、普拉氏梭杆菌和混菌干预亦促进了铅随粪便的排出,显著降低了组织和血液中铅含量,促进了肠道紧密连接蛋白的表达和结肠中短链脂肪酸的产生,对肝肾毒性表现出一定的保护作用,缓解了铅暴露对机体造成的损伤。阿克曼氏菌能够调节铅暴露后导致的肠道菌群紊乱,但对铅暴露导致的肝肾毒性未见显著保护作用。同时,在体外测定它们对铅的耐受和吸附特性,结果表明阿克曼氏菌ATCC BAA-835、普拉氏梭杆菌A2-165和颤杆菌GH1对铅具有良好的吸附能力,但对铅均不耐受,这与铅暴露导致肠道中它们的相对丰度下降的结果一致。通过研究铅暴露和肠道微生物在体内的互作关系,表明肠道菌群限制了机体对铅的吸收,降低组织中铅元素的蓄积,反之,铅暴露造成肠道菌群紊乱。发现了普拉氏梭杆菌、颤杆菌等缓解铅毒性的肠道微生物,为今后通过膳食干预策略拮抗铅毒性提供依据。