高效氯氟氰菊酯(LCT)经氧化应激与肠道菌群失调诱导鸡肠道损伤的剂量依赖性机制研究

本刊推荐：为探究高效氯氟氰菊酯(LCT)对家禽肠道的毒性机制，研究人员通过建立鸡暴露模型，结合组织学分析、基因表达谱、氧化应激检测及16S rRNA测序技术，系统评估了不同剂量LCT对鸡空肠的影响。结果表明，低剂量LCT可激活抗氧化系统并引发适应性反应，而高剂量LCT则导致活性氧(ROS)升高、抗氧化平衡破坏、肠道菌群结构紊乱及紧密连接蛋白(Occludin、Claudin-1、ZO-1)表达下调，从而引起严重肠道损伤。该研究为安全使用拟除虫菊酯类农药及保障家禽健康提供了重要依据。

　　

在当今农业生产中，拟除虫菊酯类杀虫剂因其低毒性、广谱性和高效性而被广泛使用，其中高效氯氟氰菊酯（Lambda-cyhalothrin, LCT）常用于家禽体外寄生虫防治和环境卫生害虫管理。然而，喷洒过程中LCT易污染饲料和饮水，被家禽误食后可能对肠道健康造成潜在威胁。肠道作为机体吸收营养和抵御外源有害物质的第一道防线，其屏障功能的完整性对动物健康至关重要。尽管已有研究表明其他拟除虫菊酯类农药（如溴氰菊酯、氯氰菊酯）可导致肠道损伤，但LCT对家禽肠道的具体影响及其机制尚不明确。此外，不同剂量LCT暴露是否会引起差异性的生物学效应，以及其是否通过氧化应激和肠道菌群失调介导肠道损伤，仍有待深入探讨。为此，来自东北林业大学野生动物与自然保护区学院的研究团队开展了一项针对鸡的LCT暴露实验，系统揭示了LCT的剂量依赖性肠道毒性效应与作用机制。该研究发表于《Postharvest Biology and Technology》，为合理使用LCT提供了科学依据，对保障家禽养殖健康与降低农业化学品的环境风险具有重要意义。

为开展本研究，作者建立了鸡的LCT暴露模型，将80只一日龄海兰粉壳鸡随机分为四组，分别接受0（对照组）、5（低剂量组）、50（中剂量组）和200 mg/kg/d（高剂量组）的LCT处理，持续6周。实验结束后采集空肠组织和盲肠内容物，通过组织化学染色（H&E、AB-PAS）、电子显微镜（SEM、TEM）观察肠道形态与超微结构；采用免疫荧光、qRT-PCR和Western blot技术检测紧密连接蛋白（Occludin、Claudin-1、ZO-1）及炎症因子（NF-κB、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10）的表达；通过DHE染色及生化试剂盒测定活性氧（ROS）水平与抗氧化指标（CAT、T-SOD、GSH、MDA）；利用16S rRNA测序分析肠道菌群组成与多样性；并采用Spearman相关分析探讨菌群-宿主指标间的关联。

LCT诱导鸡空肠损伤

组织形态学结果显示，LCT处理组鸡空肠绒毛出现不规则、缩短、断裂及融合现象，刷状缘结构模糊，微绒毛减少，黏膜下层可见炎症细胞浸润。扫描与透射电镜进一步证实，LCT可引起细胞膜连续性中断、核膜异常、线粒体肿胀与嵴结构破坏。随剂量升高，损伤程度加剧。

LCT破坏肠道屏障功能

AB-PAS染色显示LCT处理组杯状细胞数量显著减少，黏液蛋白分布异常。免疫荧光与分子生物学检测表明，Occludin、Claudin-1和ZO-1的mRNA和蛋白表达均呈剂量依赖性下降，提示LCT损害了物理屏障的完整性。

LCT扰乱肠道菌群结构

16S rRNA测序分析表明，LCT处理改变了菌群β多样性，高剂量组Chao1、Faith_pd、Shannon和Observed_species指数均显著降低，提示菌群丰富度与多样性下降。在门水平上，高剂量LCT显著降低厚壁菌门（Firmicutes）与拟杆菌门（Bacteroidetes）比值（F/B值）；在属水平上，Faecalibacterium和Oscillospira等有益菌丰度下降，而Bacteroides、Blautia和Dorea等潜在致病菌或条件致病菌富集。

LCT引发氧化应激与炎症反应

DHE染色显示中、高剂量LCT组ROS水平显著升高。抗氧化指标检测发现，低剂量组GSH含量上升，提示抗氧化系统被激活；而中、高剂量组CAT、T-SOD、GSH活性下降，MDA含量升高，表明抗氧化能力受损、脂质过氧化加剧。同时，LCT剂量依赖性地上调NF-κB、TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子表达，下调抗炎因子IL-10表达，免疫荧光结果进一步证实IL-1β蛋白表达升高。

菌群-宿主指标相关性分析

Spearman分析显示，Faecalibacterium和Oscillospira与屏障基因表达正相关，与ROS及炎症因子负相关；而Lactobacillus、Blautia和Dorea则与ROS及炎症因子正相关，与屏障基因负相关，提示菌群紊乱与肠道损伤密切相关。

研究表明，LCT通过诱导氧化应激、炎症反应及肠道菌群失调共同导致鸡空肠屏障损伤，且效应具有明显的剂量依赖性：低剂量LCT可激活抗氧化系统并引发菌群适应性变化，一定程度上缓解损伤；而高剂量LCT则破坏抗氧化平衡，导致菌群严重失调，F/B值下降、有益菌减少、潜在致病菌增多，进而通过降低短链脂肪酸（SCFAs）生成、增加脂多糖（LPS）释放等机制加剧肠道炎症与屏障功能障碍。该研究不仅首次系统揭示了LCT对家禽肠道的剂量特异性毒理机制，也为拟除虫菊酯类农药的安全使用及家禽肠道健康保护提供了重要理论依据。未来研究可进一步结合代谢组学与功能基因分析，深入探索LCT对菌群代谢通路的影响，并评估益生菌或益生元干预对LCT毒性的缓解作用。