人才强校 | 食品学院扈洪波、尹淑涛团队揭示环丙沙星与微塑料联合暴露对肝脏代谢的影响机制

近日,食品科学与营养工程学院扈洪波教授、尹淑涛副教授团队在环境健康领域权威期刊《国际环境》( Environment International )发表研究论文《短期暴露于环丙沙星与微塑料引发肝内胆汁淤积,长期暴露降低能量代谢并增加肥胖风险》Short-term exposure to ciprofloxacin and microplastic leads to intrahepatic cholestasis, while long-term exposure decreases energy metabolism and increases the risk of obesity)。

论文揭示了环丙沙星(CIP)、聚苯乙烯微塑料(PS)单独或混合暴露的肝毒性及时间-毒性效应关系,两者混合暴露短期(30天)会导致小鼠肝内胆汁淤积,长期暴露(90天)则会出现代谢适应效应,增加肥胖和代谢紊乱的风险,这些发现凸显了长期毒性评估的重要性。中国农业大学为第一完成单位,食品学院博士研究生侯力睿为第一作者,尹淑涛副教授为通讯作者。

图片1.png

微塑料和抗生素是环境中普遍存在的污染物,可通过食物链传递和富集。在实际环境中,微塑料可通过吸附作用携带抗生素形成复合污染物,可能通过协同作用加剧健康风险。因此,解析不同暴露时长下二者的联合毒性效应具有重要现实意义。在该研究中,作者探讨了CIP和PS(25 nm)单独和联合暴露30 d和90 d对雄性C57BL/6J小鼠肝脏代谢的影响。作者通过代谢笼、组织病理学分析、蛋白质组学分析、16S rRNA测序等多种方法,系统地研究了CIP和PS对小鼠体重、脂肪积累、肝脏代谢、肠道屏障功能以及肠道微生物群落的影响。

研究结果显示,CIP和PS的联合暴露显著增加了小鼠的体重和脂肪积累,导致肝脏中甘油三酯(TG)积累增加,高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平变化,并且在30天暴露时引发了肝内胆汁淤积。然而,90天的长期暴露虽然缓解了胆汁淤积,但降低了能量代谢,导致体重增加,实验结果说明在不同的暴露时间下表现出不同的毒性结果和机制。随后,作者通过蛋白质组学分析揭示了联合暴露对肝脏蛋白质表达的影响,特别是在胆汁分泌、细胞骨架、PPAR信号通路等方面的变化。此外,肠道病理学分析表明,联合暴露对肠道屏障功能造成了损害,表现为肠道绒毛缩短、黏膜层结构破坏等。同时,16S rRNA测序结果表明,长期暴露改变了肠道微生物群落结构,降低了Alloprevotella,Alistipes和Parabacteroides等有益菌的丰度,可能与能量代谢的抑制有关。

图片2.png

CIP和PS混合暴露肝毒性风险及作用机制

研究结果不仅为评估微塑料和抗生素的健康风险提供了新的科学依据,还提示了短期暴露的毒性效应可能不会持续存在,而长期慢性暴露的风险需要进一步关注。以上工作得到了“十四五”国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFF1102800)和中国农业大学“2115人才发展计划”的支持。

供稿:食品学院

供图:食品学院

编辑:李杨

责编:孟祥慈

分享