《Journal of Hazardous Materials》：Low-dose triclosan induces neurotoxicity in zebrafish via gut microbiota disruption
编辑推荐：
•环境浓度水平的三氯生可诱导斑马鱼产生神经毒性。•三氯生显著增加变形菌门的丰度。•脂多糖是斑马鱼脑炎症的贡献因素。•肠道——低剂量三氯生的神经毒性由肠道微生物群紊乱所介导。•高剂量三氯生通过依赖微生物群和不依赖微生物群的双重途径发挥作用。引言三氯生（TCS）是一种广谱化学抗菌
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环境浓度水平的三氯生可诱导斑马鱼产生神经毒性。
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三氯生显著增加变形菌门的丰度。
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脂多糖是斑马鱼脑炎症的贡献因素。
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肠道——低剂量三氯生的神经毒性由肠道微生物群紊乱所介导。
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高剂量三氯生通过依赖微生物群和不依赖微生物群的双重途径发挥作用。
引言
三氯生（TCS）是一种广谱化学抗菌剂，已被添加到超过2000种消费品中，包括医用消毒产品、个人护理产品、家具和儿童玩具[1]。由于其广泛使用，TCS普遍分布于环境中并在其中累积，已被列为美国河流中检出率最高的十大污染物之一[2]。据报道，TCS在亚洲、欧洲和美洲各地的污水处理厂出水中的检出浓度高达3.1 μg/L[3]。全球地表水中TCS的浓度范围为1.4至40,000 ng/L[4]。已在各种水生生物中观察到TCS的蓄积，包括鱼类，在印度Torsa河中的鱼类体内检出浓度高达589 μg/kg湿重[5]，[6]，[7]，[8]。此外，TCS已被广泛检出于人体血液、尿液，甚至哺乳期母亲的母乳中[9]，[10]，[11]。综合这些数据表明，TCS对环境生物体构成了长期低剂量暴露的风险。
越来越多的证据表明，人类和环境生物体的神经系统疾病与环境污染物相关[12]，[13]，[14]，[15]。在各种生物学模型中，TCS已被证实持续表现出神经毒性作用。例如，Pullaguri等人发现仅暴露于0.3 mg/L TCS 4天即可损害斑马鱼幼体的运动功能[16]。Tabari等人观察到连续口服给予4000 mg/kg的TCS 14天后，成年雄性小鼠出现焦虑样行为[17]。在这些神经毒性研究中，TCS的暴露浓度远高于环境相关水平。因此，这些发现无法反映TCS广泛污染所导致的环境生物体在持续低剂量暴露下所面临的风险。初步研究已探索了TCS神经毒性的潜在机制。体外和体内实验表明，尽管TCS可直接抑制乙酰胆碱酯酶（AChE）活性，但其抑制效力非常低[18]，[19]。此外，敲低CELF2——一种调控神经发育相关基因剪接的RNA结合蛋白——仅能部分挽救TCS诱导的神经毒性[20]。这些发现表明，已知机制不足以完全解释TCS的神经毒性，可能涉及其他重要的调控通路。
近年来，肠道微生物群失调与神经系统疾病之间的关联受到广泛关注[21]，[22]，[23]，[24]。先前的研究发现，TCS暴露会改变小鼠和成年斑马鱼肠道微生物群的组成和多样性，并与肠道健康受损相关[11]，[25]。鉴于其已知的抗菌活性，我们假设TCS暴露可能会破坏肠道微生物群，从而促成宿主的神经毒性。为验证该假设，本研究旨在建立无菌（GF）斑马鱼模型，并结合肠道微生物群移植实验，以确定在环境相关浓度下TCS诱导的神经毒性是否由肠道微生物群紊乱所介导。此外，通过整合16S rRNA测序、转录组分析、转基因斑马鱼模型和肠道代谢物移植实验，我们将系统地解析肠道微生物群及其代谢物在毒性通路中的关键作用和分子机制。本研究从肠道微生物群的角度为TCS的毒理学机制和生态风险提供了新的见解。
章节摘要
化学物质
TCS（纯度≥97%，CAS号：3380-34-5）购自阿拉丁（中国上海）。将TCS溶于DMSO配制成2000 mg/L的母液，于-20°C避光保存，用于斑马鱼暴露实验。上述实验经中国环境科学研究院科研伦理委员会批准。
斑马鱼饲养与暴露
鉴于我们此前的发现——雌性斑马鱼对TCS诱导的神经行为改变更为敏感，后续神经毒性实验选用雌性斑马鱼。
TCS引起运动神经毒性
暴露三个月后，行为分析显示，三组TCS处理组与对照组之间的雌性斑马鱼运动活性存在显著差异（图1A-C）。具体而言，雌性斑马鱼的平均速度从对照组的131.4 mm/s分别降至0.4、4.0和40 μg/L TCS组的119.4、118.9和100.4 mm/s（图1A）。雌性斑马鱼的活跃时间从对照组的863.7 s分别降至0.4 μg/L组的777.0 s、
讨论
尽管已有大量研究表明TCS可诱导神经行为异常，但其潜在机制和作用模式仍有待进一步探究，特别是在环境相关浓度下的持续暴露条件下。近年来，肠道微生物群失调与神经系统疾病之间的关联受到广泛关注。为阐明TCS暴露后肠道微生物群的变化是否与神经
结论
总之，本研究提供了直接证据，表明长期暴露于环境相关浓度（0.4、4.0和40 μg/L）的TCS可在斑马鱼中诱导运动神经毒性。尽管TCS诱导神经毒性的机制此前已有研究，但这些发现不足以完全解释所观察到的神经毒性效应，其他潜在的通路和详细机制仍基本未知。我们的研究表明，TCS会破坏肠道
环境意义：
三氯生是一种被广泛添加到个人护理产品中的广谱抗菌剂，在环境基质和人体样本中频繁检出，构成了长期低剂量暴露的风险。本研究表明，环境相关浓度的三氯生主要通过诱导肠道微生物群紊乱引起神经毒性，而高剂量暴露则涉及额外的途径。这些发现揭示了与慢性低剂量
作者贡献声明（CRediT）
蒋家真：监督、资源、项目管理、概念化。郑俊跃：原稿撰写、验证、资源、方法论、调查、数据整理。赵晓丽：审阅与编辑、监督、资源、项目管理、概念化。陈向广：原稿撰写、可视化、方法论、调查、基金获取、形式分析、数据整理、概念化。吴峰昌：审阅与编辑，
利益冲突声明
作者声明，他们没有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。
致谢
本工作得到国家自然科学基金（编号：42407569）、中国博士后科学基金（证书编号：2024M750585）、广东省科学院科技开发项目（编号：2022GDASZH-2022010104-2、2022GDASZH-2022020402-01、2022GDASZH-2022020402-02）、广东省基础与应用基础研究重大项目（2023B0303000006）以及广东省科技计划项目基金（批准号：2023B1212060044）的资助。
陈向广|赵晓丽|郑俊跃|蒋家真|吴峰昌
