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01
论文摘要
新烟碱类杀虫剂(NNIs)是全球使用最广泛的农药类别。然而,NNIs 可能引发不良健康影响,包括慢性肝病以及肠道微生物群的紊乱。噻氯吡(THI)是农业中广泛使用的一种 NNIs。因此,阐明 THI 对微生物群–肠道–肝脏轴的影响,对于评估接触 NNIs 后发生慢性肝病的风险至关重要。本研究旨在探讨 THI 暴露是否通过改变肠道微生物群及相关代谢物而促进肝损伤。
在本研究中,将健康的雄性鹌鹑分别每日一次暴露于 2 mg/kg 或 4 mg/kg 的 THI,或 0.75 %(w/v)生理盐水中,持续 6 周。通过代谢组学、16S rRNA 测序和转录组学方法,分析了 THI 对日本鹌鹑的毒性机制。研究发现,THI 会引发肠道屏障功能损伤和紊乱,导致脂多糖(LPS)和苯乙酸等有害物质进入肝脏的量增加。此外,结果显示,与对照组鹌鹑相比,THI 暴露组鹌鹑的肝胆酸和胆固醇代谢发生显著改变,肝脏脂质代谢异常,表现为严重的肝损伤、纤维化和脂肪变性。
综上所述,THI 暴露通过微生物群–肠道–肝脏轴加剧肝损伤。
02
新芝产品支持
The ileal tissues were ground in a Cryogenic high-flux tissue grinder SCIENTZ-48L (Ningbo Scientz Biotechnology Co., Ltd., Ningbo, China).
回肠组织使用冷冻高通量组织研磨仪 SCIENTZ-48L(宁波新芝生物科技股份有限公司,中国宁波)进行研磨。
冷冻型高通量组织研磨器
SCIENTZ-48L
低温防降解:回肠组织富含 RNase,传统常温研磨极易导致 RNA 降解。SCIENTZ-48L 的冷冻研磨功能可在低温环境下快速破壁,最大程度保护了核酸的完整性。
高效且均一:肠道组织具有坚韧的平滑肌和黏膜层。高通量垂直振荡配合研磨珠,能瞬间将组织粉碎至均匀粉末,为后续提取高质量的 RNA 和总蛋白奠定了坚实基础,确保了 RT-qPCR 基因表达检测的准确性。
03
研究结果
肠道菌群结构严重失调
16S rRNA 测序显示,THI 暴露显著降低了回肠微生物的多样性(Shannon和Simpson指数下降)。在属水平上,致病相关的拟杆菌属(Bacteroides)和肠杆菌科(Enterobacteriaceae)相对丰度显著增加,而有益菌乳酸杆菌(Lactobacillus)丰度显著下降。
肠黏膜屏障受损与内毒素入血
组织病理学观察发现,THI 导致回肠绒毛结构异常。进一步通过 qPCR 和 Western Blot 检测证实,肠道紧密连接蛋白(CLDN1 和 OCLN)表达显著下调,而促炎因子(NF-κB, TGF-β1, IL-6 等)表达大幅上升。屏障受损导致血清中脂多糖(LPS)水平显著升高,引发内毒素血症。
肝脏脂质代谢紊乱与损伤
代谢组学和转录组学结果表明,THI 暴露导致肝脏发生明显的脂肪变性(脂滴蓄积)和纤维化(胶原沉积增加)。肝脏中胆固醇合成关键限速酶(HMGCR和SQLE)及脂肪酸合成相关基因(ELOVL6, FASN)显著上调,导致肝胆酸和胆固醇代谢异常。
形成恶性循环
异常的胆汁酸代谢会进一步破坏肠道黏膜屏障,导致肠毒素更容易进入肝脏,从而形成恶性循环,加剧肝损伤。
Han, B., Li, J., Li, S., Liu, Y., & Zhang, Z. (2023). Effects of thiacloprid exposure on microbiota–gut–liver axis: Multiomics mechanistic analysis in Japanese quails. Journal of Hazardous Materials, 130082.
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