宁夏医科大学徐海明/李红梅
联合团队在二苯甲酮类物质暴露
对肠道健康的影响方面取得新进展
2024年4月11日，国际知名期刊《Environmental Pollution》（中科院毒理学Top期刊，IF2023= 8.9）在线发表了宁夏医科大学公共卫生学院徐海明副教授和生育力保持教育部重点实验室李红梅副教授联合团队题为“Environmentally relevant concentrations of benzophenones exposure disrupt intestinal homeostasis, impair the intestinal barrier, and induce inflammation in mice（环境相关剂量的二苯甲酮类物质暴露会破坏小鼠的肠道平衡、损害肠道屏障并诱发炎症）”的研究成果，揭示了环境相关剂量的二苯甲酮类物质通过饮水暴露的方式可对肠道健康产生不良影响，为二苯甲酮类物质在肠道方面的潜在有害影响提供了新的研究证据。
（一）研究背景
二苯甲酮类物质是全球应用范围最广的紫外线吸收剂，被广泛应用于个人护理品、化妆品、纺织品、塑料包装材料等产品中，广泛存在于各种环境介质尤其是环境水体中。过往研究表明，二苯甲酮类物质可经口腔、皮肤迅速吸收，进而被胃肠道完全吸收转化并通过尿液、血液和母乳进行代谢和排泄，还能穿过皮肤黏膜屏障、血脑屏障及胎盘屏障，对人体健康造成潜在威胁。
在上述背景下，宁夏医科大学公共卫生学院徐海明和生育力保持教育部重点实验室李红梅联合团队开展了二苯甲酮类物质暴露对小鼠肠道影响的研究。
（二）实验设计
（三）研究结果
1．BPs暴露后对子代小鼠的生长造成干扰
图1. BPs暴露后，子代小鼠断奶前（A）和断奶后（B）小鼠体重变化（n=6）
在断奶前，所有后代小鼠组的体重都逐渐增加。在出生后第21天暴露于BP-1的高剂量组中出现体重的显著增加（P<0.05）。停止母乳喂养后， 出生后第45天，与对照组相比，在BP-1和BP-2处理的高剂量组中观察到具有统计学意义的体重增加(P<0.05)。
2．肠道内环境稳态失衡
图2. BP-3暴露56天后，每组小鼠KI67染色的结肠干细胞（A）的代表性显微照片、结肠干细胞标记物的蛋白质表达（B）和基因表达（C）水平（n=6）比例尺：200微米；*表示与对照组相比具有统计学差异(p<0.05)
3．肠道粘膜屏障受损
图3.子代小鼠结肠AB-PAS染色（A）、muc2染色（B）的小鼠结肠切片以及结肠超微结构（D）、结肠分泌细胞标记（C）和紧密连接标记（E）的基因表达的代表性图像（n=6）。比例尺：100 μ m(A)、200 μ m(B)、2 μ m和500 nm(D)*表示与对照相比具有统计学差异(p<0.05)。红色箭头表示紧密连接。
高剂量组结肠微绒毛明显缺失，各剂量组紧密连接标记物Zo-1和Occludin表达显著下调，杯状细胞和分泌物数量减少，分泌细胞标记物MUC2和KI67表达减少，肠道干细胞标记物Lgr5和Bmi1表达减少，提示BPs暴露导致肠道屏障破坏和肠道内环境的稳态失衡。
4．出现肠道炎症
图4.具有结肠炎症相关因子基因表达的子鼠结肠的HE染色(A)、TNF-α染色(B)和F4/80标记(C)小鼠结肠切片的代表性图像(D)(n=6)。比例尺：100微米；*表示与对照组相比具有统计学差异(p<0.05)。红色箭头表示炎性细胞浸润。
各剂量组结肠组织中巨噬细胞标志物F4/80和肿瘤坏死因子TNF-α等细胞炎症因子的表达均升高，并观察到炎症浸润，这意味着BPs暴露引起了子代小鼠肠道的炎症效应。
4.1 可能干扰Notch/Wnt信号通路
图4.1 BPs饮用水暴露56天后后代小鼠结肠中Notch（a）/Wnt（B）信号通路相关基因的表达（n=6）；*表示与对照组相比具有统计学差异(p<0.05)
各高剂量组Notch/Wnt信号通路相关基因Dll-4、Notch1、Hes1、Ctnnb1和Sfrp2的含量显著降低（P<0.05），提示BPs可能抑制Notch/Wnt信号通路调节。
（四）研究结论
本研究为BPs暴露对肠道的不良影响提供科学客观的证据。长期持续摄入环境相关剂量的BPs会损害哺乳动物的肠道屏障，甚至进一步引发炎症反应。此外，BPs还干扰Notch/Wnt信号通路，这可能是BPs引起肠道损伤的潜在机制，为该领域的深入研究提供了更多线索。最后，本研究可以提高人们对BPs有害影响的认识，激发研究者更多地关注和更全面地思考BPs对环境和健康的影响。
（五）关于文章
该文章第一/共同第一作者分别为宁夏医科大学公共卫生学院研究生林雨佳和李红梅副教授，通讯作者为徐海明副教授，该研究受到国家自然科学基金、中国科学院“西部之光”人才培养计划项目以及宁夏高等学校科研项目的资金资助。
（六）更多
此外，该联合团队十分重视和东部院校的交流合作。近年来同青岛大学转化医学研究院张银凤课题组合作，陆续在《Science of the Total Environment》《Frontiers in Molecular Neuroscience》《Ecotoxicology and Environmental Safety》等国际高水平期刊发表环境与健康主题的多篇文章（DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.137952、DOI: 10.3389/fnmol.2022.1004221、DOI: 10.1016/j.ecoenv.2023.114812）。
文稿：林雨佳
图片：林雨佳
排版：陈嘉艺
审核：李红梅
