南方醫(yī)科大學(xué)王起、謝曉利教授團(tuán)隊 ACS Nano：腸道微生物通過調(diào)節(jié)腸肝軸，參與聚苯乙烯微塑料導(dǎo)致的肝臟損傷
聚苯乙烯塑料的廣泛應(yīng)用極大程度推動了工業(yè)化文明和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。然而，塑料高度穩(wěn)定的理化性質(zhì)使其很難在自然環(huán)境降解。這導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，并威脅著人類健康。微塑料（microplastics，MPs，直徑＜5 mm）污染無處不在，且不易察覺，能夠蓄積在動植物體內(nèi)，并通過食物鏈最終傳遞給人類。研究表明，MPs暴露能夠引起肝臟損傷和腸菌的紊亂。然而，腸道微生物在MPs導(dǎo)致的肝臟損傷中的作用尚不清楚，且缺乏有效的預(yù)防MPs肝損傷的策略。
近期，南方醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)院和公共衛(wèi)生學(xué)院的王起、謝曉利教授團(tuán)隊通過非靶向代謝組結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，表征了MPs對肝臟代謝的擾動，并激活肝臟TLR4炎癥信號通路（圖1,2）；利用16S rRNA測序揭示了MPs導(dǎo)致的腸道菌群紊亂，伴隨結(jié)腸炎癥及腸屏障破壞，和系統(tǒng)性炎癥的發(fā)生（圖3）。
圖1 MPs引起系統(tǒng)性炎癥并導(dǎo)致肝纖維化
圖2 MPs重塑肝臟代謝，并激活TLR4炎癥通路
圖3 MPs破壞腸穩(wěn)態(tài)
為探究腸道菌群紊亂在MPs導(dǎo)致的肝臟損害中的作用,該團(tuán)隊分別采用抗生素敲除和糞菌移植等菌群干預(yù)手段，證實了腸道微生物通過引起結(jié)腸炎癥，損害腸屏障，導(dǎo)致菌群產(chǎn)物L(fēng)PS入血，引發(fā)系統(tǒng)性炎癥，繼而引起肝臟炎癥損害的MPs肝損傷的微生物機制。此外，該團(tuán)隊為探索潛在的預(yù)防MPs肝臟損害的策略，引入綠茶活性物質(zhì)表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin-3-gallate，EGCG），對MPs暴露小鼠進(jìn)行補充。結(jié)果顯示，EGCG能夠優(yōu)化MPs導(dǎo)致的腸道菌群紊亂，改善結(jié)腸炎癥，抑制系統(tǒng)性炎癥（圖4）；同時，EGCG重塑了MPs引起的肝臟代謝紊亂，緩解MPs導(dǎo)致的肝臟炎癥及纖維化（圖5）。該項工作揭示了MPs導(dǎo)致肝臟損傷的微生物機制，并為MPs肝臟損傷提供了潛在的防治策略。
圖4 EGCG改善MPs介導(dǎo)的腸穩(wěn)態(tài)破壞
圖5 EGCG重塑肝臟代謝，抑制TLR4相關(guān)炎癥
該工作以“Gut Microbiota Participates in Polystyrene Microplastics-Induced Hepatic Injuries by Modulating the Gut?Liver Axis”為題發(fā)表在《ACS Nano》上。文章共同第一作者為張開凱博士及楊建政碩士。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委的支持。該工作是團(tuán)隊近期關(guān)于環(huán)境科學(xué)與生態(tài)領(lǐng)域相關(guān)研究的最新進(jìn)展之一。在過去的5年中，團(tuán)隊在揭示系列環(huán)境污染物對孕期母代（Science of the Total Environment，2022）、子代(Environmental Pollution，2022)、性別差異毒性（Environmental Pollution，2020；Chemosphere，2019）和腸道微生物機制等方面（ACS Nano，2023；Science of the Total Environment，2023）所做的工作，為環(huán)境污染對公共健康的不利影響提供了借鑒與參考。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.3c04449
