论文部分内容阅读
四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A,TBBPA)作为世界范围内产量最大和使用量最大的高效溴系阻燃剂之一,在各种环境介质和生物机体内被广泛检出。因TBBPA对环境和生物机体存在潜在威胁而备受关注,有关其对生物机体的毒性效应研究多集中在肝脏毒性、神经毒性和生殖毒性等。肠道微生物菌群对宿主健康具有重要意义,然而关于TBBPA胁迫下的肠道微生物和肠道健康的毒理学研究鲜有报道。本研究选用Sprague-Dawley雄性大鼠,设置对照组(0 mg/kg WB)、低剂量组(10 mg/kg WB)、中剂量组(100 mg/kg WB)、高剂量组(1000 mg/kg WB)、恢复对照组(0 mg/kg WB)和恢复组(1000 mg/kg WB)6组,采用口服灌胃的方式连续暴露不同浓度TBBPA 6周。恢复对照组(0 mg/kg WB)和恢复组(1000 mg/kg WB)暴露结束后正常饮食自然恢复一周,观察其恢复情况。探究TBBPA胁迫下SD大鼠肠道微生物菌群结构变化与小肠组织氧化损伤之间的相关性。大鼠小肠组织氧化损伤结果表明:1000 mg/kg TBBPA暴露后影响大鼠生长发育,导致体重和日均采食量显著性降低;TBBPA诱导大鼠十二指肠、空肠和回肠组织产生上皮黏膜细胞坏死、线粒体肿胀和间质充血等形态学损伤。一周自然恢复后,形态学损伤有所缓解;TBBPA导致大鼠十二指肠、空肠和回肠组织绒毛高度变短、隐窝深度变长和绒毛高度/隐窝深度比值显著降低,影响其吸收消化功能;大鼠十二指肠、空肠和回肠组织ROS水平显著性上升,相关抗氧化酶(CAT、T-SOD和GSH-PX)活性显著性降低,TBBPA破坏组织氧化抗氧化平衡;TBBPA激活大鼠十二指肠、空肠和回肠组织氧化应激信号通路Keap1-Nrf2-ARE,抗氧化基因Keap1、Nrf2、HO-1、GCLC、GST和NQO1表达上调,细胞膜通透性基因TJP2表达下调。一周自然恢复后,与高剂量组相比,恢复组Keap1、Nrf2、HO-1、GCLC、GST和NQO1基因表达水平显著性降低,TJP2基因表达水平显著性增加。大鼠肠道微生物菌群结果表明:100-1000 mg/kg TBBPA暴露下,大鼠肠道微生物丰度和多样性显著性降低,Chao指数和Shannon指数显著性下降;大鼠暴露于1000 mg/kg TBBPA下,肠道微生物中拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度显著性降低,变形菌门(Proteobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteri)和疣微菌门(Verrucomicrobia)相对丰度显著性增加,导致肠道微生物结构和组成发生变化。Karl-Pearson相关性分析结果表明:厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度和厚壁菌门/拟杆菌门(Firmicutes/Bacteroidetes)比值与大鼠体重呈显著正相关,这两种微生物可能参与调控大鼠生长发育过程;Akkermansia相对丰度与GSH含量呈显著性正相关,但与GSH-PX活性呈显著性负相关,说明Akkermansia可能抑制GSH-PX活性;Bacteroides和Bacteroidales S24-7 group_norank是损伤过程中的关键菌种,拥有大量编码酶的基因,这些酶可能参与TBBPA的代谢过程。综上所述,TBBPA诱导大鼠十二指肠、空肠和回肠组织产生氧化损伤,激活氧化应激信号通路Keap1-Nrf2-ARE,改变肠道微生物组成结构。此外,Bacteroides和Bacteroidales S24-7 group_norank与氧化损伤过程密切相关。上述研究为TBBPA的健康风险评估提供科学依据。