本研究由Jing Liu(中国医学科学院、北京协和医学院)、Yang Tao(中日友好医院消化内科)、Wang Haikun、Yang Lanfang、Lu Jingyi(均为新疆医科大学附属第一医院消化内科)和通讯作者Yao Ping(新疆医科大学附属第一医院消化内科)共同完成,发表于2022年的《BMC Gastroenterology》期刊。
学术背景
三氯生(Triclosan, TCS)是一种广泛用于个人护理产品的抗菌剂,可通过消化道吸收进入人体,已在尿液、血液和母乳中检出。溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis, UC)是一种慢性非特异性结直肠炎症性疾病,发病率超过0.3%,其发病机制涉及免疫反应、环境因素和肠道菌群失调的相互作用。前期研究表明,TCS可能破坏不同动物(如黑鲦鱼和小鼠)的肠道菌群平衡,甚至诱发结肠炎,但其具体机制尚不明确,且部分研究得出了相反的结论。因此,本研究旨在阐明TCS暴露对健康小鼠和UC模型小鼠肠道菌群及肠道免疫功能的影响。
研究流程
1. 实验设计
研究分为三个实验方案:
- 方案1:评估1周TCS暴露对健康小鼠肠道菌群及炎症的影响(n=12/组)。
- 方案2:评估4周TCS暴露对健康小鼠肠道菌群及炎症的影响(n=12/组)。
- 方案3:评估TCS暴露对DSS(葡聚糖硫酸钠)诱导的UC模型小鼠的影响(n=12/组)。
2. 动物处理
- 健康小鼠(Balb/c,4周龄)分别喂食含80 ppm TCS的AIN-93G饲料或对照饲料1周或4周。
- UC模型小鼠在实验第4周开始饮用含2% DSS的水,同时继续TCS或对照饲料处理1周。
- 实验结束后,采集血液、结肠组织和粪便样本进行分析。
3. 实验方法
- 16S rRNA测序:提取粪便样本DNA,扩增V3-V4可变区,使用Illumina测序平台分析肠道菌群组成及多样性。
- ELISA和Western Blot:检测结肠组织中炎症相关蛋白(如p-NF-κB、TLR4、Occludin)及血浆细胞因子水平。
- 组织病理学分析:结肠组织H&E染色,评估炎症细胞浸润、黏膜损伤和隐窝破坏程度,并按标准评分系统量化损伤。
主要结果
1. TCS对健康小鼠的影响
- 1周暴露:TCS显著增加结肠p-NF-κB(0.615±0.085 vs. 0.431±0.101)和TLR4(0.454±0.020 vs. 0.371±0.032)水平,降低紧密连接蛋白Occludin(0.475±0.016 vs. 0.527±0.012),但未引起黏膜损伤。
- 4周暴露:TCS进一步降低Occludin(0.405±0.034 vs. 0.530±0.047),增加TLR4(0.534±0.016 vs. 0.423±0.056)和IFN-γ(68.484±11.950 vs. 56.575±9.164),但仍未导致黏膜损伤。
- 菌群变化:TCS减少丁酸盐产生菌(如Roseburia、Blautia),增加硫酸盐还原菌(SRB,如Desulfovirga)和拟杆菌(Bacteroides)。
2. TCS对UC模型小鼠的影响
- TCS加剧结肠炎症状,表现为更高的炎症评分(2.625±0.904 vs. 1.375±0.484)、更严重的黏膜损伤和低级别上皮内瘤变。
- 结肠中促炎细胞因子(IL-10、IL-13、IL-17、TNF-α、IFN-γ)水平显著升高,Occludin进一步降低。
- 菌群变化与健康小鼠类似,但拟杆菌(Bacteroides gallinaceum、B. acidifaciens)增加更显著,而益生菌(Bifidobacterium animalis)减少。
结论
TCS通过破坏肠道菌群平衡(增加有害菌如SRB和拟杆菌,减少丁酸盐产生菌)加剧肠道炎症,并显著恶化UC模型小鼠的结肠炎。这一发现对UC患者的日常产品选择具有警示意义,建议避免使用含TCS的产品。
研究亮点
- 时间梯度设计:首次对比1周和4周TCS暴露的差异,揭示其对肠道屏障功能的渐进性损害。
- 机制阐释:明确TCS通过TLR4/NF-κB通路激活炎症,并通过菌群失调加剧UC。
- 转化价值:为TCS的潜在健康风险提供实验依据,尤其对IBD(炎症性肠病)患者的临床指导意义显著。
其他价值
研究数据已上传至NCBI(Bioproject ID: PRJNA801918),为后续研究提供参考。动物实验经新疆医科大学附属第一医院伦理委员会批准(IACUC20190416-02),符合ARRIVE指南。