研究揭示益生菌對(duì)水環(huán)境污染物的毒性效應(yīng)的調(diào)節(jié)作用

在斑馬魚生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，添加益生菌可以重塑腸道菌群，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因，降低膽固醇和甘油三酯含量。全氟丁烷磺酸鹽（Perfluorobutanesulfonate， PFBS）是我國(guó)水體污染嚴(yán)重的新興持久性有機(jī)污染物（圖1），可以干擾魚類腸道菌群組成，導(dǎo)致脂質(zhì)代謝障礙。最近，中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研究員陳聯(lián)國(guó)團(tuán)隊(duì)首次揭示了益生菌Lactobacillus rhamnosus調(diào)節(jié)PFBS暴露引起的脂質(zhì)代謝紊亂的能力，相關(guān)研究成果發(fā)表在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域期刊Environmental Science & Technology。

持久性有機(jī)污染物的毒理和健康風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)成為我國(guó)亟待解決的重大環(huán)境安全問(wèn)題。隨著大規(guī)模生產(chǎn)和使用，PFBS已在我國(guó)、尤其是湖北省的水環(huán)境中廣泛存在。武漢市湯遜湖的PFBS水體污染濃度高達(dá)8 μg/L。而PFBS環(huán)境真實(shí)劑量的暴露可以持久地和跨代地干擾魚類的腸道微生物群落，損害腸道健康和脂質(zhì)代謝功能。因此，進(jìn)一步闡明并調(diào)控PFBS的毒性健康危害具有環(huán)境現(xiàn)實(shí)意義。

在這項(xiàng)研究中，作者采用斑馬魚成魚為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分別投喂無(wú)益生菌和添加了益生菌L. rhamnosus的飼料，同時(shí)暴露于環(huán)境相關(guān)劑量的PFBS（0 μg/L、10 μg/L和100 μg/L）28天，旨在探索益生菌添加劑對(duì)PFBS腸道微生物和脂質(zhì)代謝干擾的調(diào)節(jié)作用。根據(jù)PFBS暴露濃度和斑馬魚性別差異，投喂益生菌改變了PFBS的腸道毒性作用，包括腸道上皮完整、炎癥、內(nèi)毒素和氧化壓力等方面。擴(kuò)增子測(cè)序發(fā)現(xiàn)，Lactobacillus菌屬的相對(duì)豐度沒(méi)有變化，但是與其他腸道固有有益菌顯著正相關(guān)（P <0.001； r >0.5），這表明益生菌間接地調(diào)節(jié)宿主代謝活動(dòng)。

為研究益生菌對(duì)PFBS脂質(zhì)代謝毒性的調(diào)節(jié)作用，作者檢測(cè)了腸道、血液和肝臟內(nèi)脂質(zhì)代謝相關(guān)生理過(guò)程，涉及脂肪消化轉(zhuǎn)運(yùn)吸收、膽汁酸代謝、脂肪酸β氧化與合成、甘油三酯合成與水解以及核受體通路等。在PFBS與益生菌的共同處理組，雌性斑馬魚的脂肪酸合成和β氧化過(guò)程顯著增強(qiáng)，益生菌同時(shí)抑制了PFBS單獨(dú)暴露導(dǎo)致的血液膽固醇的累積，證明益生菌L. rhamnosus對(duì)斑馬魚宿主健康的有益作用（圖2）。

在雄魚中，益生菌添加劑拮抗了PFBS對(duì)膽汁酸代謝的干擾作用，這可能是通過(guò)法尼酯X受體（farnesoid X receptor， FXR）信號(hào)通路介導(dǎo)的（圖3）。但是PFBS與益生菌共暴露明顯增加了雄魚肝體指數(shù)和肝臟內(nèi)甘油三酯的含量，可能導(dǎo)致脂肪肝的發(fā)生（圖3）。

綜上，這篇文章首次揭示了益生菌對(duì)水環(huán)境污染物的毒性效應(yīng)的調(diào)節(jié)作用。在腸道微生物群落和脂質(zhì)代謝功能方面，性別差異決定了益生菌與污染物的相互作用模式?？紤]到益生菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖、漁業(yè)資源和人類健康領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，相關(guān)的結(jié)果為評(píng)估益生菌的應(yīng)用價(jià)值提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考。尤其是在環(huán)境污染較嚴(yán)重的區(qū)域，益生菌的應(yīng)用需要綜合考慮污染物的潛在影響。(生物谷Bioon.com）

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