四溴双酚A胁迫下大鼠肠道微生物菌群结构变化与小肠组织氧化损伤的相关性研究

发布时间：2020-09-28 16:13

　　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。
【学位单位】：杭州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R114
【部分图文】：

化学结构式

的理化性质（Bisphenol A, BPA）是常见的工业有机合成产品，主要用于罐内侧涂层等，由于其具有内分泌干扰效应，威胁婴幼儿健欧盟禁止生产含 BPA 的塑料制品。TBBPA 是 BPA 的衍生物为塑料制品添加剂，是常用的溴化阻燃剂之一，其分子式见及理化性质见表 1.1。TBBPA 较高的辛醇-水分配系数对其在质中的分布具有重要影响，可为不同环境和生物介质中的 T法提供相关操作条件的参考。在各种环境介质（土壤、底泥、试验中，TBBPA 可以在有氧或者缺氧的条件下以不同的速率 182℃时，TBBPA 受热分解；温度高于 230℃时，显著分解，TBBPA 在水环境中的光解半衰期为 6.6-80.7 天（与季节有。

技术路线图,技术路线,微生物菌,绪论

技术路线

组织形态结构,十二指肠,大鼠,箭头

3 图 2.1 TBBPA 对大鼠十二指肠、空肠和回肠组织形态结构的影响Fig.2.1 Histological evaluation of the rat small intestine (duodenum, jejunum and ileum) afterTBBPA exposure through H&E staining注：十二指肠 HE 染色×200 图 A-F；空肠 HE 染色×200 图 G-L；回肠 HE 染色×200 图 M-R。三角形代表中性粒子；短箭头代表黏膜上皮细胞脱落；长箭头代表固有崩解。Note: H&E staining of duodenum ×200 Fig.A-F; H&E staining of jejunum ×200 Fig.G-L; H&E staining of ileum×200 Fig.M-R. Triangle for lager number of neutral particles; Arrow for desquamation of mucosal epithelium;Long arrow for natural layer disintegration.

【参考文献】