《Journal of Functional Foods》：Using commercially-available probiotics to mitigate methylmercury-induced neurotoxicity in rats
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甲基汞（MeHg）是一种强效神经毒素，可导致动物和人类神经退行性病变。研究人员发现粪便微生物群移植可调节大鼠体内MeHg的神经毒性。本研究探讨了口服市售益生菌（主要为双歧杆菌和嗜酸乳杆菌）对MeHg中毒大鼠的治疗潜力。结果发现，益生菌干预促进了肝脏和肠道中Me
甲基汞（MeHg）是一种强效神经毒素，可导致动物和人类神经退行性病变。研究人员发现粪便微生物群移植可调节大鼠体内MeHg的神经毒性。本研究探讨了口服市售益生菌（主要为双歧杆菌和嗜酸乳杆菌）对MeHg中毒大鼠的治疗潜力。结果发现，益生菌干预促进了肝脏和肠道中MeHg的去甲基化，伴随脱硫弧菌科（Desulfovibrionaceae）和地杆菌科（Geobacteraceae）等去甲基化细菌的上调。益生菌还重塑了肠道菌群，显著增加了产短链脂肪酸（SCFA）的有益菌如瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）和毛螺菌科（Lachnospiraceae）。粪便中SCFA、氨基酸和胆汁酸水平升高。促炎细胞因子TNF-α和IL-6的表达，以及IL-10的上调在肠道、血清和脑中被发现降低，显示出炎症减轻。此外，通过Morris水迷宫测试，MeHg中毒大鼠的空间学习、记忆和运动协调能力得到改善。组织学上，H&E染色显示神经元排列整齐且核固缩减少，而Nissl染色显示尼氏体增加和神经元活性恢复。总之，本研究为MeHg中毒提供了一种简单且具有潜在转化意义的策略，并为神经退行性疾病的治疗提供了启示。
**研究背景与目的**
汞（Hg）是一种全球分布的环境污染物，其中甲基汞（MeHg）作为强效神经毒素，可通过食物链生物富集，对人类健康构成重大风险。MeHg能穿透血脑屏障和胎盘屏障，导致神经发育障碍和神经退行性疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）。尽管研究多年，但针对MeHg中毒的有效临床干预仍缺乏。近年来，肠道菌群在MeHg去甲基化中的作用受到关注，粪便微生物群移植可调节大鼠MeHg神经毒性。乳酸菌等益生菌对重金属和污染物具有解毒作用，并在神经系统疾病（如自闭症、亨廷顿病、帕金森病、阿尔茨海默病）中显示出疗效。本研究旨在探究市售益生菌（主要含嗜酸乳杆菌和双歧杆菌）对MeHg中毒大鼠的神经毒性是否具有缓解作用，并阐明其潜在机制。该研究发表在《Journal of Functional Foods》。
**主要技术方法（不超过250字）**
研究人员采用Sprague-Dawley大鼠（来源：辽宁长生，证书号SCXK2020-0001）建立MeHg中毒模型（4 mg/kg bw，隔日口服，共10次），随后进行14天益生菌干预（300 mg/mL水溶液，每日1 mL）。关键技术包括：Morris水迷宫测试评估空间学习与记忆；H&E染色和Nissl染色观察脑和肠道组织病理；电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和气相色谱-冷原子荧光光谱（GC-CVAFS）测定总汞（THg）和MeHg浓度；Western blotting检测肠道屏障蛋白（Occludin、Mucin-2、ZO-1）；16S rRNA基因测序分析肠道菌群组成；液相色谱-质谱（LC-MS）进行非靶向和靶向代谢组学分析；酶联免疫吸附测定（ELISA）检测促炎因子（TNF-α、IL-6）和抗炎因子（IL-10）水平。
**研究结果**
**3.1 益生菌治疗改善MeHg中毒大鼠的体重增长和神经行为**
通过体重监测和Morris水迷宫测试，发现MeHg组大鼠体重增长缓慢，表现出焦虑/抑郁样行为（墙行策略增加、空间策略减少），平台穿越次数（NTPA）和目标象限停留时间（RTPA）显著降低。益生菌干预后（MeHg+PT组），体重增长显著增加，搜索策略转向空间策略，NTPA和RTPA恢复至接近对照组水平，表明空间学习、记忆和运动协调能力改善。H&E和Nissl染色显示，益生菌处理减少了海马炎症浸润，增加了神经元数量和尼氏体，细胞排列更紧密，证实神经炎症损伤得到修复。
**3.2 体内总汞和甲基汞的积累、排泄与转化**
ICP-MS和GC-CVAFS分析显示，与MeHg组相比，MeHg+PT组血液和脑中的THg水平显著降低，肝脏和粪便中MeHg浓度显著下降，且肝脏和粪便中MeHg的去甲基化比例显著升高，提示益生菌促进了组织内MeHg的去甲基化，直接降低了汞毒性。
**3.3 肠道屏障修复**
结肠H&E染色和半定量病理评分显示，MeHg暴露导致明显的炎症浸润、隐窝深度减少、黏膜变薄和损伤评分升高。Western blotting显示肠道屏障蛋白（Occludin、Mucin-2、ZO-1）表达下降。益生菌干预后，结肠炎症浸润减轻，黏膜厚度和隐窝深度增加，肠道屏障蛋白表达显著上调，表明益生菌有效修复了MeHg诱导的肠道屏障损伤。
**3.4 益生菌对肠道菌群的影响**
16S rRNA测序分析显示，MeHg+PT组与MeHg组相比，共有1040个操作分类单元（OTU）存在差异，其中228个OTU与对照组相似。α-多样性（Shannon指数）和β-多样性（PCoA）分析表明益生菌显著改变了菌群结构。在门水平，益生菌增加了拟杆菌门（Bacteroidetes）和放线菌门（Actinobacteria）丰度，降低了变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）丰度，降低了Firmicutes/Bacteroidetes比值。在科和属水平，有益菌如瘤胃球菌科（Ruminococcaceae，1.9倍）、毛螺菌科（Lachnospiraceae，2.3倍）、脱硫弧菌科（Desulfovibrionaceae，2.5倍）等显著上调，这些菌与短链脂肪酸（SCFA）产生和免疫调节相关。
**3.5 益生菌对粪便代谢物的影响**
LC-MS非靶向代谢组学分析表明，MeHg+PT组与MeHg组相比，177种代谢物显著改变，包括多种SCFA（如丁酸、异丁酸、己酸）、氨基酸（如L-酪氨酸、苯丙氨酸）和胆汁酸（如牛磺脱氧胆酸）上调。KEGG通路分析显示，益生菌处理改善了蛋白质消化吸收、癌症中心碳代谢、氨酰tRNA生物合成和胆汁分泌等通路。靶向代谢组学进一步证实，粪便中丁酸、异丁酸和己酸浓度显著升高，提示SCFA增加可能是益生菌改善肠道屏障和神经炎症的重要介质。
**3.6 血清、肠道和脑中TNF-α、IL-6和IL-10水平**
ELISA检测结果显示，MeHg组血清、肠道和脑中促炎因子TNF-α和IL-6水平显著升高，抗炎因子IL-10水平降低。益生菌干预后，TNF-α和IL-6显著降低，IL-10水平得到调节（升高），表明益生菌有效减轻了MeHg诱导的全身性炎症和神经炎症。
**讨论与结论**
讨论部分总结了益生菌通过多机制缓解MeHg神经毒性。首先，益生菌通过促进肝脏和肠道中MeHg去甲基化（涉及脱硫弧菌科等去甲基化细菌），降低汞负荷。其次，益生菌重塑肠道菌群，增加SCFA产生菌，上调SCFA、氨基酸和胆汁酸代谢物，修复肠道屏障（增加Occludin、Mucin-2、ZO-1表达），减少内毒素易位。第三，益生菌通过SCFA抑制NF-κB通路，降低促炎因子（TNF-α、IL-6）并促进抗炎因子（IL-10），从而减轻全身和神经炎症，改善海马神经元存活和认知功能。结论翻译如下：市售益生菌（双歧杆菌和嗜酸乳杆菌）能有效减轻甲基汞（MeHg）诱导的大鼠神经毒性。益生菌干预不仅促进了肝脏和肠道中MeHg的去甲基化，伴随脱硫弧菌科（Desulfovibrionaceae）和地杆菌科（Geobacteraceae）等去甲基化细菌的上调，而且重塑了整体肠道菌群，显著增加了产短链脂肪酸（SCFA）的有益菌如瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）和毛螺菌科（Lachnospiraceae），并提高了粪便中SCFA、氨基酸和胆汁酸代谢物水平。肠道屏障得到修复，肠道、血清和脑中促炎细胞因子TNF-α和IL-6的表达降低。最终在多个层面实现改善：从行为学测试，大鼠表现出平台穿越次数和目标象限停留时间显著增加，更多空间策略使用，更少非空间策略和边缘策略，表明空间学习、记忆和运动协调改善。从组织学分析，H&E染色显示神经元排列整齐，核固缩减少，而Nissl染色显示尼氏体增加，神经元活性恢复。此外，肝脏和肠道中THg和MeHg浓度显著下降，直接降低神经毒性物质水平。总之，本研究为MeHg中毒提供了一种简单且具有潜在转化意义的策略，并为神经退行性疾病的治疗提供了启示。
