苯甲酮-3会根据饮食情况改变肠道微生物群，从而加重斑马鱼的非酒精性脂肪肝病

《Frontiers in Microbiology》：Benzophenone-3 remodels gut microbiota diet-dependently to exacerbate non-alcoholic fatty liver disease in zebrafish

本研究通过斑马鱼模型，探讨苯佐卡因-3（BP3）与高脂饮食（HFD）协同作用对非酒精性脂肪肝（NAFLD）发展的影响。结果表明，联合暴露显著加剧肝脂沉积、氧化损伤及肠道菌群失调，表现为F/B比例升高、前中肠黏膜萎缩和内毒素移位。研究证实代谢状态（如饮食）显著调控污染物-微生物互作，提示在NAFLD防治中需考虑饮食因素与环境污染物的协同作用。

　　在当前的环境与健康研究中，紫外线吸收剂Benzophenone-3（BP3）作为一种广泛使用的有机化合物，因其在水体和人体组织中的存在而备受关注。BP3常被用于防晒霜和日化产品中，具有良好的紫外线吸收性能，但其化学结构与人体内分泌系统中的某些成分相似，可能对生物体产生潜在的健康影响。由于BP3难以降解，容易在脂质丰富的组织中积累，因此在水生态系统中广泛存在。研究发现，BP3在水体中的浓度可达到从纳克/升到毫克/升的范围，其中某些地区表面水体和污水中的浓度甚至达到43–44微克/升和3.97毫克/升，显示出其对环境的长期影响。同时，BP3在人类中的暴露率也很高，2021年美国市场几乎所有的防晒产品中都检测到了BP3的存在。人类体内BP3的血浆浓度可达200–300微克/升，甚至在哺乳期的女性中也能检测到其在血清中的存在，这表明BP3不仅存在于环境，还可能通过日常接触进入人体，从而对健康构成威胁。

研究者关注BP3对非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的影响，这是一种全球范围内的常见代谢性疾病，其患病率在不同地区高达30%以上，且预计到2030年相关死亡率将显著上升。NAFLD的病理机制主要包括氧化应激和肠道-肝脏轴的破坏，前者涉及活性氧的积累，后者则与脂多糖（LPS）的跨膜转移和Toll样受体4（TLR4）/核因子κB（NF-κB）信号通路的激活有关。这些机制共同作用，导致脂肪肝发展为脂肪性肝炎。鉴于BP3在环境中的普遍性及其对肝和肠道功能的潜在干扰，研究其与饮食成分，尤其是高脂肪饮食（HFD）的相互作用显得尤为重要。

为了探讨BP3与HFD对NAFLD的协同影响，研究者采用斑马鱼作为模型生物。斑马鱼因其透明的胚胎发育、高繁殖率以及与人类70%的基因组相似性，成为研究代谢性疾病和环境污染物影响的重要工具。其肝脏结构包含进化保守的功能细胞，如肝细胞和胆管上皮细胞，且其外源性代谢途径高度保守，使其成为研究肝脏疾病和污染物与微生物群互作的理想模型。此外，斑马鱼可通过特定的饮食干预迅速建立NAFLD模型，例如，采用24%粗脂肪含量的高脂肪饮食可在两周内诱导NAFLD的发生。

在本研究中，研究人员将成年斑马鱼分为四个实验组：正常饮食（ND，6%粗脂肪）、含BP3的正常饮食（ND + BP3，10微克/升BP3）、高脂肪饮食（HFD，24%粗脂肪）以及含BP3的高脂肪饮食（HFD + BP3，10微克/升BP3）。通过一系列实验手段，包括组织学分析、脂质代谢检测、氧化应激评估以及肠道微生物群分析，研究者评估了BP3与HFD对斑马鱼肝脏和肠道的影响。结果显示，BP3与HFD的共同暴露显著加剧了肝脏脂肪沉积，表现为脂滴积聚增加、甘油三酯（TG）水平升高以及氧化损伤加重（如脂质过氧化标志物MDA浓度上升、抗氧化酶CAT活性下降）。同时，这种联合暴露还导致肠道菌群紊乱，表现为Bacteroidota和Fusobacteriota丰度下降，而Proteobacteria和Actinobacteriota的比例上升，并且Firmicutes/Bacteroidota（F/B）比值显著增加，这些变化均与肠道屏障功能受损相关。

肠道屏障功能的破坏可能导致内毒素（如LPS）的跨膜转移，进而激活肝脏的炎症信号通路，如TLR4/NF-κB通路，促进炎症因子的释放，如TNF-α和MyD88，从而进一步加重NAFLD的发展。此外，研究还发现，BP3在不同饮食背景下的影响具有显著差异：在正常饮食条件下，其主要影响Bacteroidia类群，而在高脂肪饮食条件下，其作用则更偏向于Gammaproteobacteria类群。这表明BP3的毒性效应可能受到宿主代谢状态的影响，从而在不同环境和饮食条件下表现出不同的生物效应。

通过进一步的分析，研究人员发现BP3的暴露不仅导致肝脏脂质积累，还与肠道微生物群的结构变化密切相关。例如，某些菌群如Proteobacteria和Actinobacteriota与脂质积累、氧化应激和炎症反应呈正相关，而Bacteroidota则与这些过程呈负相关。这种复杂的菌群变化可能通过影响肠道屏障功能，间接导致肝脏炎症和代谢紊乱。此外，研究还揭示了BP3与HFD在不同生理条件下可能产生的协同效应，这种效应不仅体现在肝脏病理变化上，还体现在肠道结构和功能的改变上，如肠绒毛萎缩和黏膜屏障受损。

本研究的结果强调了在评估污染物的健康风险时，不能孤立地考虑其毒性，而应结合宿主的代谢背景，特别是饮食因素。这种饮食依赖性的效应挑战了传统上对污染物进行单独风险评估的方法，表明在制定环境保护政策和疾病预防策略时，必须考虑到饮食与污染物之间的相互作用。例如，某些环境污染物可能在高脂肪饮食背景下显著增强其对肝脏的毒性作用，从而形成一个恶性循环，进一步加剧代谢性疾病的发展。

综上所述，本研究不仅揭示了BP3与HFD在斑马鱼模型中的协同效应，还为理解环境污染物与宿主代谢之间的复杂关系提供了新的视角。BP3通过改变肠道微生物群的组成和功能，进而影响肠道屏障的完整性，导致内毒素的跨膜转移和肝脏炎症的激活，最终促进NAFLD的发展。这些发现为未来研究环境污染物对代谢性疾病的潜在影响提供了重要的基础，同时也强调了在环境健康评估中，需要综合考虑宿主的代谢状态，以更准确地预测和评估污染物的健康风险。