《Fish & Shellfish Immunology》：Propylparaben Induces Immunotoxicity in Zebrafish via Oxidative Stress and Gut Microbiota-Immune Axis Dysregulation
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本研究通过斑马鱼胚胎和成体实验，系统揭示了防腐剂丙基paraben（PP）的免疫毒性机制。PP以剂量依赖方式诱导胚胎发育异常（如水肿、卵黄囊增大）和免疫抑制（中性粒细胞、巨噬细胞及造血干细胞减少），其机制涉及TLR4/NF-κB通路抑制及促炎因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）表达下调。抗氧化剂astaxanthin通过清除ROS缓解毒性，证实氧化应激是关键致病途径。此外，PP暴露导致肠道菌群失调，且该毒性具有菌群依赖性（GF胚胎未受影响，FMT实验验证菌群传递毒性）。研究首次阐明PP通过肠道菌群-免疫轴介导生态健康风险，为评估PP安全性及制定靶向治理策略提供理论依据。
黄勇|胡静|徐环|朱润豪|刘丽婷|陈晓梅|孙一帆|赵宇伟|钟叶冰|程波|黄晓畅|卢慧强|徐振江
南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，中国江西省南昌市330000
摘要
丙基对羟基苯甲酸（PP）是一种广泛使用的防腐剂，但其免疫毒性特征尚不明确。在本研究中，斑马鱼胚胎被暴露于2.5、5和10 μM的PP中，以探讨其对发育和免疫系统的影响。PP导致了剂量依赖性的发育异常和免疫毒性。具体而言，它显著减少了斑马鱼胚胎中的中性粒细胞、巨噬细胞和造血干细胞（HSCs）的数量。从机制上看，PP抑制了TLR4/MyD88/NF-κB通路以及促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）的产生；而成年斑马鱼的肠道和脾脏组织中这些通路和细胞因子的表达则显著增加。PP暴露还加剧了活性氧（ROS）和脂质过氧化反应。抗氧化剂虾青素（AST）的联合使用通过降低ROS水平并恢复HSCs、中性粒细胞和巨噬细胞的数量，减轻了PP引起的免疫毒性，证实了氧化应激是关键机制。此外，PP还导致了肠道微生物群失衡和肠道发育缺陷。将无菌（GF）斑马鱼胚胎暴露于PP中未观察到中性粒细胞和HSCs的显著变化，表明其免疫毒性依赖于微生物群。通过粪便微生物群移植（FMT）进一步证实了这一点：接受PP处理供体微生物群的胚胎表现出中性粒细胞和HSCs数量的剂量依赖性减少。本研究揭示了PP的生态和健康风险，呼吁重新评估防腐剂的安全性并采取针对微生物群的缓解策略。
引言
防腐剂是常用的添加剂，主要用于延长产品保质期和抑制细菌生长。然而，随着对食品安全和健康的关注日益增加，防腐剂的使用成为了广泛讨论的话题[1]、[2]。据估计，全球超过70%的加工食品中至少含有一种防腐剂[3]、[4]。然而，长期摄入高剂量的防腐剂可能对人类健康构成潜在风险[5]、[6]。研究表明，防腐剂可引发过敏反应、呼吸系统问题和对神经系统的不良影响[1]、[7]。此外，有证据表明，长期食用含有防腐剂的食品与慢性疾病（包括肥胖、心血管疾病和癌症）的发病率增加有关[1]、[7]、[8]。
丙基对羟基苯甲酸（PP）是一种广泛应用于食品、药品和化妆品中的防腐剂[9]。由于其广泛使用以及在污水处理厂中未能完全去除，PP及其衍生物通过生活污水、工业废水和垃圾填埋场渗滤液不断释放到水环境中[10]。环境监测数据显示，地下水中PP的浓度可高达217 μg/L，地表水中为229 μg/L[5]、[10]、[11]。PP具有中等程度的疏水性和抗光解及生物降解性，能够在水生生物体内持续存在并积累，从而带来潜在的生态风险。人类接触PP的情况已有大量记录，其在多种生物样本中均有检出，包括血液[12]、母乳[13]、母婴尿液[14]、[15]、[16]以及羊水[17]。尽管以往的研究主要集中在PP的毒理学效应上（如胎盘细胞损伤[18]、卵巢细胞抑制[6]、[19]、内分泌紊乱[20]和神经焦虑行为[21]），但关于其在水生脊椎动物中的潜在免疫毒性及其机制的研究仍然有限。
斑马鱼具有高度保守的免疫系统，包括先天性和适应性成分，其免疫细胞与哺乳动物的免疫细胞具有很强的功能相似性[22]、[23]。先天性免疫系统主要由中性粒细胞和巨噬细胞组成，而适应性免疫则由胸腺来源的T细胞介导[24]。所有免疫细胞均来源于造血干细胞（HSCs）[25]、[26]。与哺乳动物不同，斑马鱼在早期发育阶段，HSCs位于尾部造血组织中，后期则转移到肾脏骨髓（成体造血的主要场所）[27]。由于这些优势，包括光学透明性、快速发育和遗传易操作性，斑马鱼已成为研究环境污染物免疫毒性的强大模型[28]、[29]、[30]。例如，0.01 μM的2,4-DTBP暴露已被证明会损害斑马鱼的免疫功能，对水生生态系统构成生态风险，并可能对其他物种健康构成威胁[31]。
在本研究中，我们旨在探讨PP对斑马鱼胚胎和成体的急性和慢性免疫毒性，并阐明相关的分子机制。我们的工作为评估PP对水生生物的生态风险提供了关键证据，有助于更全面地评估对羟基苯甲酸类的环境风险。
实验试剂和化学品
丙基对羟基苯甲酸（CAS：94-13-3，纯度>99%）购自上海麦克林生化科技有限公司。虾青素（AST）购自北京索拉生物科技有限公司。氧化应激检测试剂购自南京建城生物工程研究所。中性红和苏丹黑染料购自上海桑冈生物科技有限公司。所有定量PCR试剂由大连Takara公司提供。
斑马鱼品系和胚胎收集
野生型斑马鱼（AB品系）及其他相关品系
PP对斑马鱼胚胎的发育毒性
实验流程和PP的化学结构分别见图1A和1B。对暴露于PP的3天大的斑马鱼幼体进行明场成像，发现PP浓度与发育异常呈剂量依赖性关系（见图1C）。具体表现为心包水肿（图1C中的红色箭头所示）、卵黄吸收受损以及卵黄囊面积的剂量依赖性增大（图1E和F）。同时，存活率也受到影响讨论与结论
防腐剂在现代工业中起着防止微生物污染和延长产品保质期的关键作用。然而，它们的广泛使用引发了关于生态安全性和潜在健康影响的日益关注。例如，苯甲酸钠在哺乳动物细胞中表现出剂量依赖性的细胞毒性和基因毒性[7]、[40]、[41]。另一种常用的防腐剂PP在水环境中也被频繁检测到，其浓度可达到229 μg/L
作者贡献
黄勇：概念构思、方法设计、初稿撰写、审稿与编辑、数据整理；胡静：实验设计、数据可视化、数据整理；徐环：方法设计、实验设计、数据分析；朱润豪：方法设计、数据可视化、数据分析；刘丽婷：数据分析；陈晓梅：方法设计、数据整理；孙一帆：方法设计、数据整理；赵宇伟：实验设计、数据分析；钟叶冰：实验设计、数据分析；程波：
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2022YFA1304200, 2018YFA0801000）、国家自然科学基金（32170853）和江西省自然科学基金（20212ACB205007）的支持。
