高温与臭氧联合暴露通过肠道菌群-血浆代谢轴加剧小鼠心血管损伤的机制研究

针对高温(HT)与臭氧(O3)协同暴露对心血管健康的影响机制不明的问题，研究人员通过动物实验结合16S rRNA测序和代谢组学技术，发现HT+O3共暴露通过改变肠道菌群（如降低Lactobacillus、增加Prevotella）和扰乱血浆代谢（如类固醇激素合成通路），加剧心肌收缩带坏死和血管内膜损伤。该研究为气候变暖背景下复合污染的心血管毒性提供了新证据，发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》。

　　

随着全球气候变暖和空气污染加剧，夏季高温(HT)与地面臭氧(O₃)协同暴露现象日益频繁。流行病学研究表明，两者均可独立增加心血管疾病(CVD)风险，但共暴露的协同效应及机制尚不明确。尤其值得注意的是，肠道菌群作为“第二基因组”可通过代谢产物调控宿主健康，而环境应激对肠-心轴的影响研究仍属空白。

为解决这一科学问题，新乡医学院的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表最新成果。研究采用C57BL/6N小鼠模型，模拟真实环境设置四组暴露方案（对照组、1 ppm O₃、36°C HT、HT+O₃共暴露），通过组织病理学、Luminex多重检测、16S rRNA基因测序和LC-MS非靶向代谢组学等技术，系统评估了心血管损伤与肠-代谢轴的关系。

3.1 共暴露加剧心血管病理损伤
H&E染色显示，HT+O₃组小鼠心肌出现显著加重的嗜酸性变和收缩带坏死(CBN)，腹主动脉内膜破坏和泡沫细胞积聚较单暴露组更严重。血管平滑肌标志物Ang-Ⅱ水平显著降低，提示血管舒张功能异常。

3.2 肠道菌群紊乱特征
共暴露使益生菌Lactobacillus和Ruminococcus进一步减少，而条件致病菌Prevotella和Alistipes显著增加。PCoA分析显示HT是驱动菌群β多样性的主要因素。LEfSe分析鉴定出共暴露组特异性富集Alistipes和Parabacteroides等11个差异菌属。

3.3 血浆代谢重编程
共暴露导致72种代谢物异常，包括5-羟色胺和脱氢表雄酮等。KEGG分析显示类固醇激素合成、不饱和脂肪酸生物合成等通路显著改变。值得注意的是，戊糖和葡萄糖醛酸相互转化通路与菌群预测功能高度重叠。

3.4 肠-心轴调控网络
Spearman分析揭示关键关联：Akkermansia丰度与PAI-1正相关，Lactobacillus与ICAM-1负相关；代谢物L-谷氨酸与PAI-1呈负相关，17α-雌二醇与Ang-Ⅱ正相关。这些发现提示菌群-代谢物-心血管标志物存在级联调控。

该研究首次阐明HT与O₃共暴露通过“肠道菌群失调-血浆代谢紊乱”轴协同加剧心血管损伤的机制。创新性发现包括：1）HT主导菌群结构改变，而O₃放大代谢扰动；2）共暴露特异性激活类固醇激素和脂肪酸代谢通路；3）Alistipes/Parabacteroides可能成为复合暴露的生物标志物。

研究为气候变暖背景下复合污染的健康风险评估提供了理论依据，提示调节肠道微生态或成为防治环境相关性CVD的新策略。未来研究可通过粪菌移植(FMT)进一步验证因果关联，并为易感人群制定精准防护措施。