《Food Bioscience》:Tissue accumulation of dietary zearalenone in largemouth bass and multi-organ impairment revealed by microbiome-metabolome foodomics: Potential implications for aquatic food-chain safety
编辑推荐:
•低剂量ZEN引起表观生长增强,同时伴有亚临床水平的肠-肝损伤。•高剂量ZEN抑制生长并导致严重的肠-肝损伤。•ZEN在组织中的蓄积顺序为:肝脏 > 肠道 > 肌肉。•高剂量ZEN诱导肠道菌群失调和肝脏代谢紊乱。•ZEN干扰RAS/甘油磷脂通路;肌肉残留物构成暴露
- •
低剂量ZEN引起表观生长增强,同时伴有亚临床水平的肠-肝损伤。
- •
高剂量ZEN抑制生长并导致严重的肠-肝损伤。
- •
ZEN在组织中的蓄积顺序为:肝脏 > 肠道 > 肌肉。
- •
高剂量ZEN诱导肠道菌群失调和肝脏代谢紊乱。
- •
ZEN干扰RAS/甘油磷脂通路;肌肉残留物构成暴露风险。
引言
玉米赤霉烯酮(ZEN)是由镰刀菌属(Fusarium)产生的非甾体雌激素类真菌毒素,是全球谷物作物和动物饲料中最常检测到的污染物之一(Zhao et al., 2021; Liu et al., 2025)。作为一种环境内分泌干扰物,ZEN与雌激素受体结合,可干扰动物和人类的生殖及免疫系统(Wo?ny et al., 2020; Han et al., 2022)。重要的是,ZEN不仅通过受污染的植物源性食物直接进入人类食物链,还通过食用含有ZEN污染水产饲料的养殖鱼类等动物产品间接进入人类食物链(Zhang et al., 2025)。在中国,2021年至2024年的全国调查显示,8.7%的完整配合饲料样品ZEN含量超过国家监管限量(100–250 μg·kg-1;GB 13078-2017),最高浓度达到3341.6 μg·kg-1(Liu et al., 2025)。这些数据揭示了一条通过水生物食物链对人类造成ZEN慢性暴露的严重且被低估的途径。
在养殖系统中,使用植物蛋白作为鱼粉替代品增加了商业饲料中ZEN污染的风险(Qian et al., 2024)。ZEN一旦被养殖鱼类摄入,已被证明会对水生动物产生种特异性毒理效应。在斑马鱼(Danio rerio)中,ZEN引起肝萎缩、AST活性升高和脂质蓄积(Zhang et al., 2022)。在草鱼(Ctenopharyngodon idella)中,ZEN降低体重和肌纤维直径,在肠道中蓄积,引发氧化损伤、凋亡和紧密连接受损(Wang et al., 2019),同时下调β-防御素-1、Hepcidin、LEAP-2A/2B和粘蛋白-2,从而损害肠道屏障功能和病原体抗性(Zhang et al., 2021)。在肉食性鱼类中,ZEN改善虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的饲料效率和生长,但同时也诱导严重炎症(Wo?ny et al., 2019);而在欧洲鲈鱼(Dicentrarchus labrax)中,ZEN抑制生长、降低血清蛋白和溶菌酶水平,并增加对Vibrio alginolyticus的易感性(Abdel-Tawwab et al., 2020)。在达氏鲟(Acipenser dabryanus)中,ZEN降低血清总蛋白和白蛋白,诱导肝细胞核固缩和空泡化,并降低肠道微生物多样性(Wu et al., 2021)。这些发现表明,不同鱼类对ZEN的毒性敏感性存在显著差异。然而,在人类健康风险评估方面仍存在两个关键空白:(i) 在受控暴露条件下,养殖可食鱼类的可食用肌肉中ZEN残留的定量数据稀缺;(ii) 可能作为人类暴露转化生物标志物的肠-肝关联机制尚未在广泛食用的肉食性鱼类模型中进行表征。
为弥补这些空白,本研究以全球重要的养殖肉食性鱼类——大口黑鲈(Micropterus salmoides)为模型,旨在:(1) 定量分析亚慢性膳食暴露条件下肝脏、肠道和可食用肌肉中ZEN的蓄积情况;(2) 利用16S rRNA测序与无靶标代谢组学整合分析,表征剂量依赖性的肝-肠损伤、肠道菌群失调及肝脏代谢紊乱;(3) 将这些发现转化为人类健康风险评估的启示,包括评估当前监管限量及识别潜在的无创微生物生物标志物。
章节摘要
伦理声明
所有动物实验均严格按照浙江科技大学实验室动物饲养与使用指南进行,并经动物护理与实验伦理委员会批准(批准号:20251005-02)。研究过程中尽一切努力减少动物痛苦。
饲料制备
ZEN(纯度≥98%,CAS编号:17924-92-4)购自阿拉丁试剂(上海)有限公司。首先将ZEN溶于乙醇中,所得乙醇溶液随后被……
生长性能、体况指数及ZEN蓄积
饲料试验结束后,高剂量ZEN组(HZ)的存留率(SR)显著低于对照组(Con)(p = 0.002)和低剂量ZEN组(LZ)(p = 0.002)(图1A)。在生长性能方面,LZ组鱼类的最终体重(FBW)显著高于对照组(p = 0.010)和HZ组(p < 0.001),而HZ组鱼的最终体重显著低于对照组(p = 0.006)(图1C)。增重率(WGR)和特定生长率(SGR)的变化趋势与最终体重一致:LZ组记录到最高值,其次是……
讨论
从环境和公共卫生角度来看,我们的发现对全球水产养殖管理和食品安全监管具有关键意义。可食用肌肉中ZEN残留物的检出证实了ZEN从受污染水产饲料向人类的食物链传递。虽然急性暴露的即时风险较低,但长期累积的低剂量风险——特别是对脆弱人群——仍是一个定性关注点,需要进行正式的慢性风险评估。此外,本……
局限性与未来方向
本研究的若干局限性应予承认。首先,本研究未测定血清性激素(雌二醇E2、睾酮和VTG)及体组成。因此,LZ组观察到的表观生长增强无法从机制上归因于类雌激素激素调节,该解释仍属假说,需要在未来研究中通过专门的激素谱分析和体组成分析加以验证。其次,尽管饲料转化率和条件因子未发生变化……
结论
膳食ZEN对大口黑鲈产生了双相剂量效应:低剂量表观促进生长,同时伴有亚临床水平的肝-肠损伤;高剂量抑制生长,并伴有更严重的剂量依赖性肝-肠损伤。高剂量ZEN破坏肠道屏障,诱导肠道菌群失调,并扰乱肝脏氨基酸、甘油磷脂及RAS相关代谢。多组学整合分析揭示了从正向……
作者贡献声明(CRediT)
费辉:撰写—审阅与编辑,监督,项目管理,资金获取,概念构思。雷晨明:撰写—初稿,调查。尹一岚:调查。杨道智:撰写—初稿,数据整理。杨顺:撰写—审阅与编辑
未引用参考文献
Abbas et al., 2021; Akbari et al., 2023; Li and Wu, 2018; Liu et al., 2016; Qian et al., 2026; Thieu et al., 2008; Wo?ny et al., 2015.
数据可用性声明
原始测序和代谢组学数据可在PRJNA1461431和MTBLS14430中获取;其他数据可根据合理请求提供。
资助
本研究受浙江省领军人才计划(编号:2024C02012)资助。
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
雷晨明|尹一岚|杨道智|杨顺|费辉