邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯通过肠道-脂肪轴加速衰老小鼠脂质代谢紊乱：肠道菌群与甲状腺激素信号的作用

为解决环境内分泌干扰物邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)在衰老过程中促进肥胖的机制问题，研究人员开展DEHP暴露对雄性SAMP8小鼠脂质代谢影响的研究。结果表明，DEHP通过改变肠道菌群组成（如增加Prevotellaceae_UCG-001丰度）和抑制局部甲状腺激素信号（下调DIO2、TRβ等），破坏棕色脂肪组织(BAT)产热功能和白色脂肪组织(WAT)脂质稳态，最终加速衰老相关的脂质代谢紊乱。这项研究揭示了DEHP作为环境肥胖素的新机制，为防治老年代谢性疾病提供重要理论依据。

　　

随着全球人口老龄化进程加速，老年肥胖问题日益凸显，成为诱发心血管疾病、糖尿病和神经退行性疾病的重要风险因素。除了遗传和生活方式因素，环境污染物特别是内分泌干扰物在肥胖发生发展中的作用备受关注。其中，邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)作为最常用的塑化剂之一，广泛存在于食品包装、医疗器材和个人护理产品中，可通过饮食、饮水和皮肤接触进入人体。老年人因医疗设备使用频率较高，可能面临更高的DEHP暴露风险。然而，DEHP如何影响衰老过程中的脂质代谢，其具体机制尚未明确。

以往的人群研究表明，尿液中邻苯二甲酸代谢物浓度与老年男性肥胖风险呈正相关，但缺乏深入的机制探讨。同时，越来越多的证据表明，肠道菌群在调节脂肪组织功能和全身脂质稳态中扮演关键角色，而甲状腺激素(THs)则是调节哺乳动物发育和代谢的重要激素，直接参与脂肪组织功能和脂质稳态的调控。DEHP作为主要的环境内分泌干扰物，既可能干扰甲状腺激素功能，又能破坏肠道菌群平衡，但这些通路如何在DEHP诱导的肥胖中相互作用，特别是通过"肠道-脂肪轴"的机制，仍有待阐明。

为此，研究人员在《Environment International》上发表论文，利用衰老加速模型(SAMP8)小鼠，探究环境相关剂量DEHP暴露对衰老过程中脂肪组织脂质代谢的影响，重点关注肠道菌群和局部甲状腺激素信号的作用机制。

研究采用的主要技术方法包括：使用雄性SAMP8小鼠进行5周DEHP灌胃处理(0, 0.2, 200 mg/kg/day)；通过间接热量测定系统(Phenomaster)监测能量代谢参数(VO₂、VCO₂、RER、EE)；组织学分析(H&E染色)和免疫组化(IHC)评估脂肪组织形态和UCP1蛋白表达；Western blotting和qPCR分析脂肪组织中关键蛋白和基因表达；LC-MS/MS脂质组学分析血清和附睾白色脂肪组织(eWAT)脂质谱；16S rRNA基因测序分析肠道菌群组成；ELISA检测血清甲状腺激素水平(T3、T4、TRH、TSH)。

3.1. DEHP exposure impairs systemic energy homeostasis in aging male SAMP8 mice

研究发现DEHP暴露显著增加了SAMP8小鼠的体重增益，并诱导了多部位脂肪细胞的肥大。尽管食物和水分摄入没有差异，但DEHP处理组特别是0.2 mg/kg/day组表现出更明显的体重增加。组织学分析显示，棕色脂肪组织(BAT)中出现脂肪细胞增大、细胞核减少和脂滴增大现象，而附睾白色脂肪组织(eWAT)和腹股沟白色脂肪组织(iWAT)的脂肪细胞面积也显著增加。能量代谢监测表明，DEHP暴露降低了耗氧量(VO₂)、二氧化碳产生量(VCO₂)和能量消耗(EE)，特别是200 mg/kg/day组在整个昼夜周期中表现出显著较低的呼吸交换率(RER)。BAT功能受损表现为UCP1蛋白和mRNA表达显著降低，以及PGC1α转录水平减少。这些结果说明DEHP通过损害产热能力抑制能量代谢，为观察到的代谢抑制提供了机制解释。

3.2. DEHP disrupts lipid metabolism in serum and eWAT

脂质组学分析揭示了DEHP暴露引起血清和eWAT中脂质组成的显著改变。在血清中，50种脂质物种发生显著变化，特别是多种甘油三酯(TG)物种。在eWAT中，200 mg/kg/day组TG水平显著升高，而0.2 mg/kg/day组则显示BMP、PS、PC和LPC增加。多元分析确认了这些变化，PCA显示各组间明显分离，高剂量组离对照组最远。机制研究表明，DEHP上调了CD36和PPARγ的表达，同时下调了脂肪合成酶(FASN、ACC)和关键脂解基因(HSL、ATGL)以及产热标志物UCP1。这些发现表明DEHP通过促进脂肪酸摄取和储存，同时抑制甘油三酯合成、脂解和棕色化，破坏了eWAT中的脂质稳态。

3.3. DEHP Alters gut microbiota composition

16S rRNA测序分析显示DEHP暴露显著改变了肠道菌群组成。高剂量DEHP(200 mg/kg/day)显著降低了微生物丰富度(Chao1、Ace和Sobs指数降低)。β多样性和PLS-DA分析显示SAMR1和SAMP8组间以及DEHP处理的SAMP8亚组间存在明显分离。微生物失调指数(MDI)和肠道微生物健康指数(GMHI)证实了剂量依赖性的微生物紊乱和肠道生态健康受损。LEfSe分析确定了27个 discriminative biomarkers，其中最显著的是DEHP处理的SAMP8小鼠中Odoribacter(OTU920)持续富集，而Muribaculaceae和Prevotellaceae内的几个分类群则被下调。功能预测表明DEHP暴露扰乱了微生物代谢途径，特别是涉及氨基酸代谢、能量代谢、辅因子/维生素代谢和糖酵解的途径。

3.4. Correlation between gut microbiota alterations and lipidomic Signatures

Spearman相关分析揭示了微生物丰度与脂质谱之间的密切联系。在血清中，Muribaculum和Alloprevotella与多个脂质参数呈正相关，表明它们在促进全身脂质吸收或代谢中的作用。相反，Odoribacter和Ruminococcus与LPC呈负相关。在eWAT中，Prevotellaceae_UCG-001与脂质物种广泛相关：与TG呈正相关，而与BMP、PS、PE、LPE、PI和LPC呈负相关。这些发现表明肠道菌群通过系统和组织特异性相互作用调节宿主脂质稳态，可能通过不同的脂质代谢网络实现。

3.5. DEHP induces hypothyroidism and Suppresses local thyroid hormone signaling in adipose tissues

研究发现DEHP暴露在SAMP8小鼠中诱导了系统性甲状腺功能减退，表现为血清T3和T4水平显著降低，以及TRH和TSH显著增加。更重要的是，DEHP还破坏了脂肪组织中的局部甲状腺激素(TH)信号传导。具体而言，脱碘酶(DIO2、DIO3)和甲状腺激素受体(TRα、TRβ)的蛋白和mRNA表达水平在暴露组的BAT和eWAT中均显著下调。这些结果表明DEHP不仅诱导系统性甲状腺功能减退，还损害了脂肪组织内的局部甲状腺激素作用。

研究结论表明，短期DEHP暴露在衰老加速雄性SAMP8小鼠中导致体重增加、脂肪细胞肥大和能量代谢降低。DEHP暴露损害了BAT的产热能力，并促进了eWAT中的脂质积累。更重要的是，DEHP改变了肠道菌群组成，特别是增加了Prevotellaceae_UCG-001的相对丰度，这与eWAT中甘油三酯水平升高呈正相关，表明肠道-脂肪轴在脂质失调中发挥作用。同时，DEHP还诱导了系统性甲状腺功能减退并抑制了脂肪组织中的局部甲状腺激素信号。

讨论部分强调，这项研究揭示了DEHP通过联合影响肠道菌群和甲状腺激素信号传导破坏衰老雄性SAMP8小鼠脂质代谢的机制，突出了通过肠道-脂肪轴的机制联系。特别值得注意的是低剂量DEHP(0.2 mg/kg/day)比高剂量产生更显著的体重增加效应，表现出典型的非单调剂量反应(NMDR)关系，这是内分泌干扰物的特征性现象。这种效应可能源于低浓度下高亲和力激素受体的激活，而在高浓度下这些受体变得饱和或下调。

研究的重要意义在于揭示了DEHP作为环境肥胖素的新机制，为防治老年代谢性疾病提供了重要理论依据。同时，研究结果提示需要重新评估DEHP的监管阈值，并采取措施减少低水平暴露，以保护老年人的代谢健康。然而，研究也存在一定局限性，主要是相关性质的设计无法确定确切的因果关系，需要未来通过粪便微生物移植等实验进一步验证肠道菌群变化是否直接驱动甲状腺信号和脂质代谢的改变。此外，研究仅模拟了成年期DEHP暴露，而人类暴露通常是终身的，从子宫内开始，代谢后果可能不同于亚慢性成年暴露模型中所观察到的情况。