父母暴露于氯菊酯通过微生物群-色氨酸轴扰乱子代代谢及植物乳杆菌Y1的干预作用

《Journal of Hazardous Materials》：Parental permethrin exposure disrupts offspring metabolism via microbiota–tryptophan axis and is rescued by Lactobacillus plantarum Y1

本研究揭示父母暴露于杀虫剂氯菊酯通过改变肠道微生物群（尤其是梭菌属Clostridia）破坏色氨酸代谢轴（色氨酸-吲哚轴），导致子代出现肥胖、葡萄糖不耐受和血脂异常等代谢紊乱，并发现植物乳杆菌Y1（Lactobacillus plantarum Y1）和吲哚-3-乙酸（IAA）干预可逆转该代谢异常，为环境污染物引发的跨代代谢风险提供了微生物靶向治疗新策略。

　　

^研究亮点

父母接触氯菊酯（一种广泛使用的杀虫剂）会通过肠道微生物群依赖的方式重编程子代的代谢健康。具体而言，这种暴露扰乱了微生物群-色氨酸轴，导致子代出现代谢功能障碍，包括肥胖、葡萄糖不耐受和血脂异常，且在雄性中表现更为明显。多组学分析揭示了梭菌属（Clostridia）的富集和色氨酸代谢的性别特异性改变，例如吲哚（indole）和吲哚-3-乙酸（IAA）水平在雄性子代中降低，而5-羟基吲哚-3-乙酸（5-HIAA）在雌性子代中升高。将暴露供体的梭菌属定植给无菌小鼠，可重现代谢表型，证实了肠道微生物的因果作用。值得注意的是，施用植物乳杆菌Y1（Lactobacillus plantarum Y1）可恢复IAA水平，并逆转宿主的代谢功能障碍。单独补充IAA也能改善该表型。这些发现确定了梭菌属-色氨酸-IAA轴是受环境毒物破坏的关键微生物群-宿主界面，并凸显了其缓解跨代代谢风险的治疗潜力。

^结论

本研究揭示了父母暴露于环境毒物氯菊酯如何通过肠道微生物群依赖的途径重编程子代的宿主代谢，并产生持久且性别特异性的代谢后果。通过结合多组学框架、功能性微生物群移植以及益生菌及其相关代谢物干预的综合方法，我们证明氯菊酯在关键发育窗口期扰乱了宿主-微生物的相互作用，导致子代代谢设定点（metabolic set point）发生长期改变。我们的研究结果强调了微生物群-色氨酸轴在介导环境引发的跨代代谢效应中的核心作用，并为针对微生物群的干预措施（如特定益生菌或微生物衍生代谢物）以减轻这些不良健康后果提供了概念证明。总之，这些发现增进了我们对环境暴露如何通过微生物群编程跨代健康的理解，并指出了对抗日益增加的环境代谢疾病风险的新策略。