番茄红素通过肠-脑轴调控机制缓解DEHP诱导的神经毒性:从肠道菌群重塑到海马神经炎症抑制

【字体: 时间:2025年07月08日 来源:Phytomedicine 6.7

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  本研究针对环境污染物邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)引发的神经毒性问题,通过多组学联合分析揭示番茄红素(Lyc)通过调节NOD样受体通路、改善Akkermansiaceae等有益菌丰度、增强肠道紧密连接蛋白表达,并抑制LPS-TLR4/MyD88信号传导,从而在肠-脑轴层面实现神经保护作用,为塑料添加剂毒性防治提供新策略。

  

塑料制品中的增塑剂邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)已成为无处不在的环境污染物,从食品包装到医疗器械,其可通过饮食和呼吸等途径进入人体。近年研究发现,DEHP不仅会造成肝肾功能损伤,更会穿透血脑屏障引发焦虑抑郁样行为、认知功能障碍等神经毒性。更令人担忧的是,这种神经毒性可能与肠道菌群紊乱存在密切关联——DEHP会破坏肠道紧密连接结构,改变Akkermansiaceae等关键菌群丰度,进而通过"肠-脑对话"机制影响中枢神经系统。面对这一环境健康威胁,番茄红素(Lyc)这种存在于番茄中的天然类胡萝卜素,因其卓越的抗氧化和抗炎特性展现出神经保护潜力,但其是否通过调控肠-脑轴来对抗DEHP毒性仍属未知。

南方医科大学的研究团队在《Phytomedicine》发表的研究中,采用整合生物学方法展开攻关。通过35天的DEHP暴露小鼠模型,结合行为学测试(OFT、EPM、TST、FST)、16S rRNA测序、海马组织转录组分析和分子生物学检测,并创新性地引入粪便微生物移植(FMT)验证机制。

Lyc alleviates DEHP-induced anxiety-like and depression-like behavior, neuroinflammation and oxidative stress
研究发现DEHP暴露显著减少小鼠旷场实验(OFT)中心区域活动和高架十字迷宫(EPM)开臂探索时间,而Lyc干预可剂量依赖性改善这些行为异常。分子层面显示Lyc能降低海马促炎因子IL-1β、IL-6水平,同时提升超氧化物歧化酶(SOD)活性,提示其兼具抗神经炎症和抗氧化作用。

Lyc restores gut microbiota homeostasis impaired by DEHP
16S rRNA测序揭示DEHP导致肠道菌群α多样性下降,特别是Akkermansiaceae等有益菌显著减少。Lyc治疗不仅恢复菌群平衡,还能通过FMT实验证实这些菌群变化与行为改善直接相关——接受Lyc组菌群移植的小鼠同样表现出神经行为学改善。

Lyc enhances intestinal barrier integrity and regulates inflammatory signaling
免疫荧光显示Lyc显著上调occludin和ZO-1等紧密连接蛋白表达。机制研究发现Lyc能抑制结肠组织LPS-TLR4/MyD88-NF-κB通路激活,降低肠道局部炎症;同时通过调控海马NOD样受体(NLR)信号通路,减少NLRP3炎症小体组装,从而阻断神经炎症级联反应。

这项研究首次系统阐明Lyc通过"多靶点-多通路"协同作用对抗DEHP神经毒性的机制:在肠道端重塑菌群生态、加固物理屏障;在神经端抑制NLRP3炎症小体活化;并通过LPS-TLR4/MyD88等通路调控肠-脑双向通讯。这不仅为理解环境污染物致神经损伤的机制提供新视角,更开创性地提出两种干预策略——直接补充Lyc或采用靶向菌群移植的"细菌疗法"。考虑到DEHP在环境中的持久性和生物累积性,这项发现对公共卫生防护具有重要现实意义,特别是为易感人群(如儿童和孕妇)的神经保护提供膳食干预新思路。

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