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为探究双酚 A(BPA)对后代健康影响,研究人员以小鼠为模型,研究围产期 BPA 暴露对后代肥胖、肠道菌群及神经认知发育的影响。结果显示 BPA 暴露影响肠道菌群转移与建立,增加肥胖和行为障碍易感性。该研究为相关疾病防控提供依据。
在当今全球化和工业化的时代,食品生产越来越依赖包装,这使得人们不可避免地接触到各种食品相关的外来化学物质。其中,双酚 A(BPA)作为一种常见的塑料增塑剂,广泛存在于我们的生活中,从食品包装到日常塑料制品都有它的身影。然而,BPA 对人体健康的影响却一直是科学界关注的焦点。以往研究发现,BPA 可能具有内分泌干扰作用,会影响人体的代谢、免疫等多个系统。但 BPA 对肠道菌群的影响,以及这种影响如何进一步作用于人体健康,尤其是对后代的影响,还存在诸多疑问。为了深入了解这些问题,来自西班牙格拉纳达大学的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,以特定病原体 - free(SPF)的 C57BL/6 小鼠为实验对象,构建了动物模型。在实验过程中,运用 16S rRNA 基因扩增测序技术,对小鼠粪便中的肠道菌群进行分析,以此来研究肠道菌群的组成和变化。同时,利用磁共振成像(MRI)技术测量小鼠的身体成分,包括脂肪质量、瘦肉质量等指标。此外,通过口服糖耐量试验(OGTT)评估小鼠的血糖代谢情况,并借助 IntelliCage 系统对小鼠的行为活动、认知能力等进行监测和评估。
研究结果如下:
- BPA 对母鼠生理和生殖的影响:BPA 暴露组的雌性小鼠怀孕时间更长,虽差异不显著,但有一只母鼠未能受孕。MRI 数据显示,BPA 组母鼠平均脂肪质量有所增加,瘦肉质量略有下降,但均无统计学意义。在孕期和哺乳期的体重变化以及产后糖耐量方面,BPA 组和对照组无显著差异。
- BPA 对肠道菌群的影响:通过对怀孕母鼠肠道菌群的研究发现,BPA 暴露会破坏孕期肠道菌群的正常重塑。在对照组中,怀孕后肠道菌群发生了明显变化,而 BPA 暴露组则没有出现这些变化,如 Akkermansia 和 Prevotellaceae 等菌属在对照组孕期减少,但在 BPA 暴露组未改变;Dubosiella 属在正常怀孕时增加,BPA 暴露组却无此变化。同时,BPA 暴露和高脂饮食(HFD)会影响母鼠到后代的肠道菌群转移,BPA 暴露且喂食 HFD 的后代与母鼠的肠道菌群相似性最低。
- 对后代肥胖表型的影响:在后代小鼠 56 日龄时的身体成分分析表明,BPA_HFD 组的脂肪百分比显著高于 Veh_HFD 组,而瘦肉百分比则相反,这表明 BPA 和 HFD 在促进脂肪积累方面存在协同关系。不过,在体重曲线、食物摄入量和 OGTT 方面,各组间无显著差异。
- 对后代肠道菌群成熟的影响:研究后代小鼠在不同时间点的肠道菌群发现,在 28 日龄(PND28)时,围产期 BPA 暴露和饮食的相互作用对肠道菌群结构影响显著,而到 49 日龄(PND49)时,饮食的影响更强。随着时间推移,BPA 暴露组一些与有益肠道功能相关的细菌减少,如 Butyricicoccus、Coprococcus 等,同时 Lactobacillus 增加。此外,还发现了一些与 BPA 暴露相关的生物标志物,如 Lactobacillus、Eubacterium plexicaudatum 等。
- 对后代行为活动的影响:在 IntelliCage 系统测试中,BPA 暴露会影响后代小鼠的行为。例如,BPA_HFD 组的雌性小鼠在自由适应阶段表现出更多的初始活动,探索阶段花费时间更少;在饮水适应阶段,BPA 暴露的小鼠在饮水和非饮水时段都更频繁地访问角落;在位置学习阶段,BPA 暴露组的雌性小鼠有更多正确角落访问次数。
- 微生物组成与行为活动的相关性:通过 Spearman 测试发现,一些细菌如 Ruminococcus、Agathobacter 等与初始活动和活动测量呈正相关,而 Muribaculaceae taxa 与这些指标呈负相关。
研究结论和讨论部分指出,围产期 BPA 暴露和 HFD 会影响肠道菌群从母亲到后代的转移以及早期生命中肠道菌群的建立,可能增加后代肥胖和行为障碍的易感性。BPA 暴露导致肠道菌群的改变,可能影响短链脂肪酸(SCFA)的产生,进而影响肠道通透性和炎症反应。此外,BPA 暴露还与神经发育问题相关,如影响神经递质信号传导,导致类似注意力缺陷多动障碍(ADHD)的行为。然而,该研究也存在一定局限性,如难以将小鼠模型的结果直接外推到人类,样本量在某些分析中统计效力不足,IntelliCage 协议和参数缺乏一致性等。尽管如此,这项研究为揭示 BPA 暴露、肠道菌群与肥胖和神经发育相关疾病之间的复杂相互作用提供了重要依据,有助于推动相关监管和临床干预措施的制定,以减少这些普遍存在的塑料化学物质对人类健康的潜在风险 。