微囊藻毒素-LR对小鼠肠道菌群的影响

发布时间：2020-04-24 09:28

【摘要】：微囊藻毒素(MCs)是由蓝藻产生的一类单环七肽毒素,可通过饮水、水产品或者娱乐活动进入机体,诱发严重肠道损伤。然而,关于MCs引起肠道损伤的确切机制却并不清楚。肠道菌群是肠道最重要的组成部分之一;无论是饮水或食物造成的MCs暴露,最先接触的都是肠道菌群。MCs可能是通过影响肠道菌群进而诱导肠道损伤。因此,本文旨在研究肠道菌群在MCs诱导的肠道损伤中的作用与机制。本课题首先采用灌胃方式对小鼠进行8周的MC-LR(L代表亮氨酸,R代表精氨酸)亚慢性暴露实验,MC-LR剂量分别为0、400μg/kg。在实验过程中,小鼠无死亡,体重、活动量、毛色等无明显变化;但是结肠病理切片发现组织损伤,如炎细胞浸润、肠粘膜脱落、部分隐窝结构破坏、肠壁变薄等。以上结果表明成功建立MC-LR诱导的肠道损伤小鼠模型。在肠道损伤模型建立成功的基础上,对结肠内容物进行高通量测序,探讨MC-LR对结肠肠道菌群的影响。实验发现,MC-LR明显地降低了小鼠结肠菌群的α多样性。在门水平上,MC-LR通过升高肠道Proteobacteria、Deferribactere和Spirochaetes等条件致病菌丰度,降低Candidatus Saccharibacteria丰度,进而诱导小鼠结肠发生损伤的概率增加;在属水平上,MC-LR通过诱导短链脂肪酸生产菌菌群丰富度下降,促进炎症发生,从而引起小鼠结肠损伤。同时,结肠菌群的功能预测:与对照组相比,MC-LR诱导肠道菌群的氨基酸代谢、能量代谢、核酸代谢、聚糖生物合成代谢以及辅助因子和维生素代谢下降;而碳水化合物代谢、脂质代谢和异生素生物降解及代谢上升;尤其是,MC-LR诱导肠道相关疾病的菌群功能丰度上升。以上结果可以看出,MC-LR通过诱导肠道内微生物在门水平、属水平及微生物潜在功能等发生变化,从而诱导肠道损伤发生,患各种肠道疾病的概率也相应增加。综上所述,MC-LR能够降低肠道菌群的α多样性,改变小鼠结肠微生物的组成和功能,引起肠道微生物生态失衡,结肠屏障破坏,进而增加机体损伤、疾病的风险。本研究从肠道菌群的角度阐释了MC-LR引起的肠道损伤的作用机制,将为揭示MC-LR引起的其他毒性提供新的研究思路。
【图文】：

微囊藻毒素

因为有间隔双键以及碳环结构存在于 MCs 的分子结构中，稳定性，尤其是对热稳定，甚至加热煮沸也不能消除 MCs 毒性，十分缓慢。有研究表明当水体中 MC-LR 含量为 5 μg/L 时，，三天后中微粒吸收，7%随着泥沙沉积[14]。因 MCs 具有不易挥发、沉淀或质，所以现有的自来水处理工艺不能够将水中毒素完全消除。但是究发现，MC-LR 在天然水体甚至是灭菌的天然水体中的分解速率水中[16]，这可能是因为天然水体中存在特殊的细菌或者其产生的某得 MC-LR 的结构在一定程度上发生改变。此外，在日光照射下大大降低，这是因为日光可以改变 Adda 侧链结构的原因，但纯化照射下也能保持相当的稳定性。在 238~254 nm 的紫外线波长照射解。同时环境中的水溶性细胞色素和腐殖质等光敏剂，可进一步提[17]。

致病机理,微囊藻毒素,毒性作用,细胞

MCs 肠毒性影响代谢机制的研究还是十分缺乏的。1.2.6 MCs 的致病机理如图1.2所示，MCs主要是依靠有机阴离子转运多肽类（OrganicAnion TransportingPolypeptides，简称 OATP）的转运进入细胞，而不是被动运输[52]。OATP 蛋白家族有许多成员，且不同的 OATP 转运的 MCs 也略有不同[53]。研究表明，机体的各种器官以及组织中 OATP 的表达也存在差异，因此这可能是 MCs 具有一定的器官选择性毒性的原因[54-56]。图 1.2 微囊藻毒素的致病机理MCs 进入细胞后会引起一系列的细胞紊乱反应，从而发挥其毒性作?
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R99

【参考文献】