长期将小鼠暴露于氟化钠以及一种内分泌干扰物混合物中,会导致牙齿珐琅质和视网膜出现异常,这些异常与肝脏代谢的变化有关
《Environmental Advances》:Long-term exposure of mice to sodium fluoride and to a mixture of endocrine disruptors causes tooth enamel and retina abnormalities associated with changes in hepatic metabolism
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时间:2025年10月15日
来源:Environmental Advances CS7.3
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该研究通过长期低剂量暴露小鼠于内分泌干扰物混合物及氟化钠,发现牙齿和视网膜是更敏感的靶器官,并揭示代谢和转录组层面的肝损伤机制,提出这些器官可作为环境毒物早期暴露的生物标志物。
### 环境污染物对健康的影响及研究方法
环境污染物在现代生活中无处不在,它们可能对人类健康造成深远影响,而这些影响往往需要较长时间才会显现。因此,寻找早期标志物对于及时诊断和干预具有重要意义。本研究旨在通过建立一个模拟真实环境暴露的模型,评估长期低剂量暴露于多种环境有毒物质对老鼠的健康影响。研究对象包括肝脏、眼睛和牙齿,这些器官对环境毒素具有较高的敏感性,并且在人体中相对容易被检测到。
为了更好地模拟真实环境中的暴露情况,本研究选择了具有内分泌干扰活性的化学物质,包括15种已知的内分泌干扰物(EDs)和一种常见的氟化物——钠氟(NaF)。这些化学物质的浓度设定接近可接受的每日摄入量(TDI),以确保实验条件符合现实环境中的暴露水平。实验中,C57BL/6J小鼠从受孕开始,持续暴露于这些物质,直到出生后1个月或10个月。这一设计允许研究人员评估不同暴露阶段对健康的影响,包括发育期和成年后期。
### 研究设计与方法
研究采用了一种全面的实验方法,包括分子代谢组学、RNA测序(RNAseq)和组织学分析。通过这些方法,研究人员能够深入分析暴露对肝脏、牙齿和眼睛的多层次影响。具体来说,代谢组学分析用于检测肝脏中的代谢物变化,而RNAseq则揭示了基因表达的改变。此外,通过μCT技术对牙齿进行结构分析,利用光谱域光学相干断层扫描(SD-OCT)对眼睛进行非侵入式评估。
在实验设计中,研究人员特别关注了不同暴露组之间的体重变化、脂肪和瘦体质量以及自由体液的变化。这些指标的监测不仅有助于评估暴露对整体健康的影响,还能揭示特定器官的功能变化。此外,通过组织学分析,研究人员评估了肝脏、眼睛和牙齿的结构变化,从而进一步理解暴露对器官功能的潜在影响。
### 结果分析
研究结果显示,长期低剂量暴露于EDs和NaF对小鼠的体重增长产生了显著影响。特别是在出生后30天,女性小鼠的体重差异最为明显。这一发现表明,暴露对发育中的个体具有显著影响,尤其是在女性中。而随着年龄增长,体重差异逐渐减小,这可能意味着暴露对成年个体的影响有所缓解,或者身体对暴露的适应性增强。
在牙齿方面,暴露于NaF的小鼠出现了牙釉质氟斑症的迹象,表现为牙釉质的透明度降低和牙体大小减少。而暴露于EDs混合物的小鼠则表现出牙釉质颜色变深的现象。这表明,不同类型的暴露对牙齿结构的影响有所不同,且可能与化学物质的种类和浓度有关。此外,EDs和NaF的混合暴露对牙齿的影响更为显著,显示出潜在的协同效应。
在眼睛方面,研究发现暴露对视网膜结构产生了影响。尽管在3个月大的小鼠中没有观察到明显的视网膜异常,但在10个月大的小鼠中,视网膜的厚度显著减少。这一结果提示,长期暴露可能对视网膜的结构和功能产生不利影响。进一步的组织学分析显示,视网膜各层的厚度在不同暴露条件下发生了变化,表明暴露可能通过影响神经元和胶质细胞的发育过程,导致视网膜的退化。
### 讨论与意义
研究结果表明,眼睛和牙齿对环境毒素的敏感性高于肝脏。这一现象可能与牙齿和眼睛的结构特点有关,例如缺乏有效的解毒机制,导致毒素更容易影响这些器官的结构和功能。此外,牙齿的牙釉质和眼睛的视网膜作为环境毒素的潜在标志物,具有较高的诊断价值。它们的结构变化可以在早期被检测到,为评估长期暴露提供了一种非侵入性的手段。
然而,研究也指出了一些局限性。首先,由于暴露开始于胎儿期并持续整个生命周期,研究结果可能受到多种因素的影响,包括发育期的扰动和长期暴露的累积效应。因此,未来的研究需要进一步探讨这些效应的机制,以区分发育期和成年期的影响。其次,研究中未对毒素在血液、尿液和粪便中的浓度进行定量分析,这限制了研究人员将观察到的形态功能变化与具体的暴露水平进行关联。
### 环境毒素对健康的影响
环境毒素对健康的潜在影响是一个长期关注的问题。这些毒素可能通过干扰内分泌系统,影响多个器官和组织的功能。例如,研究表明,长期暴露于EDs可能导致慢性代谢性疾病、心血管疾病、神经发育延迟、癌症和行为与生育问题。这些影响可能在暴露后数月甚至数年才显现,因此,寻找早期标志物对于预防和干预至关重要。
研究还指出,EDs的剂量反应可能呈现非单调性,这意味着在低剂量下可能产生较大的健康影响,而在高剂量下则可能被身体适应。这种复杂的剂量反应模式使得评估EDs的健康风险变得更加困难。因此,需要更细致的研究来揭示不同剂量和暴露时间对健康的具体影响。
### 潜在的健康风险
研究结果表明,长期暴露于低剂量的EDs和NaF可能对肝脏代谢产生影响。具体来说,暴露导致了肝脏中多种代谢物的改变,包括与氧化应激和能量代谢相关的物质。这些变化可能与肝脏的解毒功能受损有关,从而增加慢性代谢性疾病的风险。
此外,研究还发现,暴露于EDs和NaF可能导致基因表达的改变,包括一些与解毒功能相关的基因。这些基因的表达水平降低可能与氧化应激和肝细胞损伤有关。因此,长期暴露于这些毒素可能对肝脏的健康产生深远影响,即使在没有明显组织学变化的情况下。
### 未来研究方向
尽管本研究提供了重要的数据,但仍有一些问题需要进一步探讨。首先,需要更详细地研究暴露对神经系统的具体影响,包括行为和视觉功能的变化。其次,研究中未对毒素在体内的浓度进行定量分析,这限制了对暴露与健康影响之间关系的理解。未来的研究可以通过更精确的体内毒素浓度测定,结合代谢组学和基因组学分析,进一步揭示环境毒素的健康影响机制。
此外,研究还强调了牙齿和眼睛作为环境毒素标志物的潜力。这些器官的结构变化可以在早期被检测到,为环境健康监测提供了一种新的方法。然而,需要更多的临床数据来验证这些标志物在人类中的适用性。未来的研究可以结合临床观察和实验室实验,进一步探索这些标志物在实际应用中的价值。
### 结论
综上所述,本研究揭示了环境毒素对健康的影响,并强调了牙齿和眼睛作为早期标志物的重要性。通过模拟真实环境暴露条件,研究人员能够评估长期低剂量暴露对多个器官的影响,并发现了这些器官在结构和功能上的变化。这些发现不仅加深了我们对环境毒素健康影响的理解,还为未来的环境健康监测和预防策略提供了新的视角。通过进一步的研究,这些发现有望转化为实际应用,为保护公众健康提供科学依据。
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