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为探究铅（Pb）对水生动物肠道微生物组功能的影响，研究人员以中华大蟾蜍（Bufo gargarizans）蝌蚪为对象展开研究。结果发现，Pb 暴露诱导肠道上皮组织学损伤，改变微生物丰度和功能，增加疾病风险。该研究为评估 Pb 对两栖动物的生态风险提供依据。
在环境问题日益严峻的当下，重金属污染逐渐成为全球关注的焦点。铅（Pb）作为一种广泛存在于水生环境中的重金属污染物，正悄无声息地威胁着众多生物的生存与繁衍。人类的各类活动，如采矿、制造业以及化石燃料的燃烧，让铅源源不断地进入环境，最终大量汇聚于水生生态系统。如今，世界上许多国家和地区的湖泊、河流中，铅含量纷纷突破了世界卫生组织设定的 10μg/L 安全阈值 。
此前研究已经证实，铅暴露会给水生生物带来诸多不良影响，它就像一个 “破坏分子”，干扰水生生物的生长发育进程，削弱它们的免疫系统，还会打乱正常的生理功能节奏。例如，铅会破坏草鱼（Ctenopharyngodon idella）的肠道屏障，影响其免疫功能；在斑马鱼中，铅还会引发神经发育过程中的细胞凋亡 。而在这一系列影响中，肠道微生物群作为宿主代谢的 “核心枢纽”，也难以逃脱铅的 “毒手”。已有研究表明，铅暴露会导致鳙鱼（Hypophthalmichthys nobilis）肠道微生物群落结构改变、肠道屏障受损，还会让黑斑侧褶蛙（Pelophylax nigromaculatus）肠道细菌失衡、肠道结构完整性遭到破坏 。
不过，以往在研究肠道微生物群落时，常用的 16S rRNA 基因扩增子测序技术存在一定局限性，它在分类学分辨率上有所欠缺，对稀有微生物类群不够敏感，而且无法对一些重要的功能基因，如抗生素抗性基因（ARGs）和毒力因子（VFs）进行分析。为了突破这些限制，全面深入地了解铅暴露对水生生物肠道微生物群的影响，来自中国的研究人员决定开展一项新的研究。
研究人员将目光聚焦在中华大蟾蜍（Bufo gargarizans）蝌蚪身上。中华大蟾蜍因其生命周期短、分布范围广、繁殖潜力高，成为了理想的指示物种。此次研究中，研究人员综合运用组织学、生物化学和宏基因组学等多种方法，对处于 Gosner 阶段（Gs）38 期的中华大蟾蜍蝌蚪展开研究，试图揭开铅暴露影响它们肠道健康的神秘面纱。这项研究成果发表在《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》杂志上，为相关领域的研究提供了重要的参考。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，采集性成熟的中华大蟾蜍，在实验室中饲养至其产卵，将蝌蚪培养至 Gs26 期后进行慢性暴露实验；接着，运用宏基因组测序技术，对蝌蚪粪便微生物群的丰度和组成变化进行评估，同时分析铅暴露对 VFs、碳水化合物活性酶（CAZymes）和 ARGs 水平的影响；此外，还通过石蜡包埋肠道切片和 Masson 三色染色法，观察肠道组织学变化，并测定蝌蚪的消化酶活性以及形态学参数，如总体湿重（TBWW）和总体长（TBL） 。
下面来看看具体的研究结果：
- Pb 暴露诱导形态变化：研究测定了 Gs38 期中华大蟾蜍蝌蚪的 TBL 和 TBWW 平均值，发现 20μg/L 和 200μg/L Pb 处理组的 TBL 显著高于对照组，不过 TBWW 没有明显差异。而且，只有 200μg/L Pb 暴露组的蝌蚪 BMI 显著降低。
- 肠道组织学改变：利用 Masson 三色染色的肠道组织切片评估铅对肠道的影响，但文中未详细说明具体变化结果。
- 微生物群落变化及功能影响：研究发现，与对照组相比，200μg/L Pb 处理组的微生物丰度和功能存在显著差异。其中，Bosea 和 Klebsiella 的数量有所增加，这两种微生物有可能会诱发蝌蚪体内的炎症反应。同时，200μg/L Pb 暴露后，糖苷水解酶（glycoside hydrolases）的丰度下降，这很可能会削弱蝌蚪体内的碳水化合物代谢能力。另外，200μg/L Pb 暴露还导致氟喹诺酮相关 ARGs、酚类相关 ARGs 以及铁摄取系统增加，这无疑会加大蝌蚪患病的风险 。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：铅暴露会致使中华大蟾蜍蝌蚪出现形态改变和肠道上皮组织学损伤。而且，铅暴露还可能通过改变微生物群落组成、增加某些 ARGs 的丰度以及降低糖苷水解酶的丰度等方式，对蝌蚪产生不利影响。此外，铁摄取系统的增加也暗示着疾病风险的上升 。
这项研究具有重要意义，它极大地拓展了人们对于铅影响两栖动物肠道健康的认知边界。通过深入剖析铅暴露对中华大蟾蜍蝌蚪肠道微生物群落的影响，为进一步评估铅对两栖动物造成的生态风险提供了关键依据。后续研究若能获取更多关于 ARGs、CAZymes 和 VFs 变化的信息，将有助于更全面、深入地了解铅污染对两栖动物健康的危害机制，为保护两栖动物种群、维护生态平衡提供有力的理论支持。
