长期暴露于DEHP可通过破坏病原体脂质代谢和肠道菌群诱导小鼠肥胖

2022-02-28 03:25:50 来源:
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编译:薄科盟京墨,编辑:薄科盟玉溪、江舜尧。

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详述

背景:大量澳大利亚传染病控制与防治中心研究成果结果说明,丙醇二(2-甲基己基)衍生物(DEHP)作为一种可阻碍人体荷尔蒙的工业用植常为油,是造成腹泻极低确诊率的因素之一。然而,摄取间接地的DEHP沾染主导作用于腹泻的潜在确诊程序在不大层面上几乎是未知的。

分析方法:本实验室通过摄取成分对大鼠透过并不相同施打(0.05和5mg/kg体型)的长年DEHP沾染,过后14周后采集样本透过研究成果。通过将核酸表征葡萄糖组成员学(LC/GC-MS)与基于整体成像氢序(1H NMR)的葡萄糖序互为紧密结合,追寻并不相同施打的摄取DEHP沾染对大鼠肝细胞葡萄糖的冲击。同时换用聪基因组成员学(16S rRNA基因测序)侦测DEHP沾染后大鼠上皮细胞主旨常为里肝胃肝胃组成员合而成的发生波动。

结果:结果说明,通过蔬果间接地的两种施打DEHP沾染可通过作出贡献胆固醇进食和受到破坏细胞器、醯葡萄糖,主导作用于大鼠体型减少及肾脏脂质聚合。摄取DEHP沾染发生波动了肝胃肝胃集合落,受到破坏了肝胃基本上,减少了大鼠上皮细胞主旨常为里中空菌道门(Firmicutes)与原于病原体道门(Bacteroidetes)的比例。此外,DEHP沾染可应答了肝胃肝胃的酵母每一次,造成氰化物的短链胆固醇。

事实:上述发现为长年、慢性DEHP沾染通过受到破坏大鼠肝细胞葡萄糖和肝胃肝胃主导作用于腹泻这一事实提供者了子系统性依据,不仅的测试了早的澳大利亚传染病控制与防治中心结果,而且拓展了我们对环境污染污染常为沾染造成的葡萄糖性传染病的认识。

绘出文摘要

论文ID

原名:Long-term chronic exposure to di-(2-ethylhexyl)-phthalate induces obesity via disruption of host lipid metabolism and gut microbiota in mice

中文名:长年沾染于丙醇二(2-甲基己基)衍生物可通过受到破坏细胞内肝细胞葡萄糖和肝胃肝胃主导作用于大鼠腹泻

科学杂志:Chemosphere

IF:7.086

撰写时间:2021年9月29日

收发著者:张利民,杨晓宇

收发著者单位:里国科学院精密观测科学与技术创新研究成果院,柳州暴政医院

DOI号:10.1016/j.chemosphere.2021.132414

实验室设计

前言

丙醇二(2-甲基己基)衍生物(DEHP)是一种常见的丙醇衍生物,上会作为植常为油用于聚合常为产品,之外塑料(PVC)、医疗的设备、与生俱来看护生活用品和食品包装。当塑料产品做蚀刻、冷却或机械研磨工艺检视时,DEHP会释放到环境污染里。因此,在卫生保健设施(0.05-3.47 μg/L)、污泥(0.72-400 μg/L)、土壤(1.0-264 mg/kg干重)和沉积常为(8.0-479 g/kg)里常可侦测到DEHP。生命每天接触到的DEHP约为25 μg,主要是通过食用、包装和水的口服服用。近来的研究成果说明,在153名里国加入者里,超过95%的人的血浆里表征侦测到了DEHP(11.13 ng/ml ± 3.95)。澳大利亚的一项地方性健康和摄取调查说明,尿液里的DEHP水准与青少年显现出本品抵抗的不确定性关的,而本品抵抗是腹泻和糖尿病的前兆。许多研究成果说明,DEHP具有受精卵和受精卵致癌性,可造成精子数量和精确度升高,以及后代股骨精神状态。长年DEHP沾染还被证明会造成肝细胞葡萄糖精神状态和葡萄糖性传染病,如非酒精性脂质肝(NAFLD)、腹泻和癌症。因此,在2012年,澳大利亚卫生保健与公众服务部(DHHS)和澳大利亚环境污染保护帮办(USEPA)将DEHP列入荷尔蒙阻碍化合常为(EDC)和生命致癌常为之一(USEPA,2012)。

愈发多的确凿说明,DEHP作为一种荷尔蒙阻碍常为,通过与各种核分裂酪氨酸,如组成员合而成型雄性激素酪氨酸2(CAR2)、过硫酸常为核糖体体增殖剂应答酪氨酸(PPAR)和芳烃酪氨酸(AHR)的基本粒子而体现致癌性主导作用。既往的一项研究成果份文件并称,DEHP应答了皮质里的AHR/PXR/CAR路中,并受到破坏了皮质细胞色素P450核糖体子系统的平衡稳定状态,从而不太可能有造类神经子系统传染病的极低风险。DEHP沾染可通过应答PPARγ和下游靶基因,如CCAAT/增强剂紧密结合酪氨酸α(Cebpα)和抑制电容紧密结合因子1(Srebf1),主导作用于大鼠脂质聚合和随后的腹泻。以往体外研究成果说明,DEHP可以水解为丙醇单-2-甲基己衍生物(mono-2-ethylhexyl phthalate,MEHP),随后通过并不无需性的PPARγ依赖性程序主导作用于脂质细胞并存。然而,另一项研究成果份文件并称,DEHP沾染可抑制肾脏能量葡萄糖和胆固醇挥发,以通过常为种酪氨酸的PPARα依赖性程序消除极低脂质蔬果引起的腹泻。关于DEHP沾染的不利冲击,以外的研究成果结果仍有争议,无需进一步的调查以阐明DEHP沾染诱导腹泻的分子可程序。

而出名,长年沾染于EDCs不太可能造成腹泻和关的葡萄糖松弛的极低风险减少,这与细胞内肝细胞葡萄糖和肝胃生常为体集合失调互为对于关的。例如,长年抗生素的2,3,7,8-磺酸二苯并呋喃(2,3, 7,8-tetrachlorodibenzofuran,TCDF)和三氯卡班(3,4,4'-Trichlorocarbanilide,TCC)沾染受到破坏了肝细胞葡萄糖平衡稳定状态,随后诱导了啮齿动常为的肝脂质变性。近来的研究成果说明,DEHP沾染通过应答大鼠肾脏和脂质的组成员织的JAK/STAT间接地,造成肝细胞松弛和腹泻。约90%的DEHP摄取量来自生命的日常食用服用,这使得胃肝胃和关的的肝胃生常为体集合有不太可能沾染于极低水准的DEHP污染常为。除了肝细胞葡萄糖松弛,蔬果里DEHP沾染造成的肝胃生常为体集合发生波动也不太可能造成腹泻和腹泻关的脂质肝,这主要是由于肝胃和肾脏彼此之间的交互主导作用。那时候的一项研究成果说明,DEHP的环境污染沾染发生波动了生命新生儿和大鼠的肝胃生常为体集合落和化学常为质特点。大鼠长年抗生素沾染于DEHP(0.2 mg/kg/天)可造成肝胃生常为体集合失调,随后显现出脂质聚合、能量消耗和葡萄糖精神状态。尽管澳大利亚传染病控制与防治中心研究成果结果说明,环境污染里的DEHP沾染不太可能与生命腹泻症的发生率棱关的,但蔬果里DEHP诱导腹泻症的潜在程序在不大层面上几乎是未知的。

本研究成果旨在研究成果大鼠蔬果沾染于DEHP否会诱导细胞内肝细胞葡萄糖和肝胃生常为体集合的发生波动,以及这些波动否和/或如何造成腹泻的发生和演进。因此,研究成果者换用了核酸技术如肝细胞表征(UHPLC-QQQ-MS和GC-MS)、非核酸的基于1H NMR的葡萄糖组成员学和16S rRNA基因测序互为紧密结合的分析方法来研究成果通过蔬果沾染于并不相同施打(0.05和5 mg/kg 体型)DEHP的大鼠的肝细胞序和肝胃肝胃组成员合而成的发生波动。此外,通过显影电子显薄镜(SEM)建模检查肝胃肝胃的基本上和构件。此外研究成果者还监测了一些与腹泻有关的基因型波动,之外体型、的组成员织病理波动、增生稳定状态、抗体本品和关的基因表达。这些掩蔽为了解蔬果里DEHP诱导腹泻症的分子可程序提供者了取而代之见解。

结果

1 长年摄取DEHP沾染主导作用于大鼠脂质聚合与腹泻

基于短时间人集合的每日摄取量和既往研究成果份文件的的DEHP无可见化学物质主导作用水准(NOAEL),本文并不无需了两个DEHP的都是性施打(0.05和5 mg/kg体型),约约0.00405和0.405 mg/kg体型。两种施打的摄取成分间接地DEHP沾染过后14周均可主导作用于大鼠肾脏脂质蓄积(绘出1A),并伴有体型显着增极低(绘出1B)和肾脏与体精确度之比升高(绘出1C)。在14周的少于每日摄取量无互为比波动(绘出1D)的情况下,还掩蔽到了肾脏三衍生物水准显着增极低(绘出1E)(对照组成员:0.04 mmol/g的组成员织;DEHP检视组成员:0.08 mmol/g的组成员织)和抗体本品水准的升高(绘出1F)。并不相同施打的长年DEHP沾染还造成了大鼠的增生稳定状态,表现为肾脏里Tnf-α、Il-6和Il-1β等促炎细胞因子的mRNA显着减少(绘出1G)。总的来说,上述掩蔽结果说明,两种并不无需施打的DEHP长年蔬果沾染可造成大鼠全身增生反应、肾脏脂质聚合和腹泻。

绘出1. 大鼠DEHP沾染(0.05、5mg/kg体型)14周可引起腹泻。(A)沾染组成员和非沾染组成员的大鼠肾脏HE染色切片光学显薄照片,斜线都是脂质滴(条带=200μm);(B)DEHP检视期间大鼠的体型;(C)大鼠的肾脏/体型比;(D)14周期间大鼠的少于每日摄取量。(E)大鼠肾脏三衍生物(E)和抗体本品的表征水准(F);(G)增生因子的肾脏mRNA水准,之外Tnf-α、Il-6和Il-1β。数据表示为千分之±SD;每组成员n =7或8。通过上部t检查或Welch t检查研究成果数据,*p

2 PG和RG对体型和肝脏指数的冲击

胆固醇组成员合而成的核酸侦测看出,DEHP沾染可施打一般来说地主导作用于大鼠之外饱和胆固醇(SFA:C18:0)和多不饱和胆固醇(PUFA:C18:2n6c,C18:3n3,C18:3n6,C20:4n6,C20:5n3,C22:6n3)在内的肾脏胆固醇核素显着增极低(绘出2A)。并且DEHP沾染缩水了胆固醇催化反应的成脂标志常为,之外Acaca、Scd1、Fasn和Srebp1c(绘出2B)的水准,但未掩蔽到对Ap2和Ppar-γ的mRNA水准存在显着冲击。此外,DEHP检视显着减少了与肾脏从循环里进食胆固醇关的的编码方式酪氨酸Cd36的基因表达(绘出2C)。

绘出2. 摄取DEHP沾染对大鼠肾脏胆固醇葡萄糖的冲击。(A)通过GC-MS透过总胆固醇研究成果。(B)Acaca、Scd1、Fasn、Srebp1c、Ap2、Ppar-γ和Cd36的mRNA水准(c)。数据表示为千分之±SD;每组成员n = 7或8。上部t检查研究成果,*p

3. 摄取DEHP沾染冲击细胞器和醯葡萄糖

实验室使用基于UHPLC-QQQ-MS的核酸葡萄糖组成员学研究成果对参考内标常为的细胞器透过表征,发现DEHP沾染后在大鼠肾脏里可侦测到主要的58种细胞器,之外氨醯(PC)、溶血细胞器甲基醯(LPC)、细胞器甲基二甲基(PE)、溶血细胞器甲基二甲基(LPE)、氨天冬氨酸(PS)、氨肌醇(PI)、氨(PG)和鞘细胞器(SM)。DEHP沾染主导作用于了肾脏在细胞器类别水准的葡萄糖波动,表现为PC、PI、LPE、LPC和SM甜度显着减少,PS和PG水准显着增极低(绘出3)。DEHP插手大鼠肾脏里PC与PE的之比互为比缩水(绘出3E)。醯化学常为质的核酸表征看出,之外硫酸三(Trimethylamine N-oxide,TMAO)、肌氨酸、GPC和肌酐在内的醯化学常为质核素互为比升高,醯、DMG和CDPC的水准增极低(绘出4A)。此外,DEHP沾染后大鼠抗体肌氨酸和TMAO的水准互为比升高,而抗体GPC的水准增极低(绘出4B)。DEHP沾染显着缩水了与CDP-醯和肌酐催化反应间接地关的的核糖体的mRNA水准(如Chkb、Pcyt1a、Chdh、Mttp和Sardh)(绘出4C-D)。

绘出3. 蔬果DEHP沾染对大鼠肾脏细胞器化学常为质的冲击。之外总细胞器(A)和每种特定化学常为质的表征观测:PC(B)、LPC(C)、PE(D)、PC与PE之比(E)、LPE(F)、PS(G)、PG(H)、SM(I)和PI(J)。数据表示为千分之±SD;每组成员n = 7或8。换用上部t检查或Welch t检查,*p

绘出4. 蔬果里DEHP沾染对醯化学常为质的冲击。醯化学常为质的UHPLC-QQQ-MS表征测定:大鼠肾脏(A)、抗体(B)。(C)大鼠肾脏里Chkb、Pcyt1a、Chdh、Bhmt、Dmgdh、Sardh和Mttp的mRNA水准。(D)醯葡萄糖间接地。数据表示为千分之±SD;每组成员n = 7或8。换用上部t检查或Welch t检查,*p

4. 摄取DEHP沾染冲击肝胃肝胃基本上和组成员合而成

显影电子显薄镜(SEM)绘出像看出,DHEP沾染显着受到破坏了肝很薄基本上,显着减少大鼠回肝里中间管状菌(segmented filamentous bacteria,SFB)的核素(绘出5A)。16S rRNA测序的加权平均UniFrac主坐标研究成果(PCoA)看出,DEHP沾染造成肝胃菌生显着发生波动(绘出5B)。在道门水准上,与对照组成员互为比,DEHP检视组成员大鼠中空菌道门(Firmicutes)水准较低,原于病原体道门(Bacteroidetes)水准较极低,中空菌道门/原于病原体道门之比减少(绘出5C-E)。DEHP沾染也施打一般来说地减少了大鼠上皮细胞主旨常为里芽孢道门(Actinobacteria)和变形菌道门(Proteobacteria)的水准(绘出5F-G)。在归入水准上,DEHP沾染造成大鼠上皮细胞主旨常为里乳病原体归入(Lactobacillus)互为对于核素施打一般来说升高(绘出5H),菌株归入(Streptococcus)和甘油菌株归入(Butyrivibrio)水准增极低(绘出5I和J)。

绘出5. 蔬果里DEHP沾染对大鼠肝胃肝胃的冲击。(A)回肝的SEM绘出像(条带=100μm);(B) 基于Bray-crutis PCoA研究成果看出的大鼠上皮细胞主旨常为里肝胃肝胃组成员合而成。16S rRNA基因测序研究成果道门(C-G)和归入水准(H-J)大鼠上皮细胞主旨常为里肝胃肝胃。数据表示为千分之±SD;每组成员n = 5或6。换用上部t检查或Welch t检查,*p

5. 摄取DEHP对大鼠肾脏和尿液葡萄糖组成员的冲击

换用正交亦然成比例二乘判别研究成果(OPLS-DA)的颜色基本上学乘积绘出确定造成DEHP检视组成员和对照组成员彼此之间统计学差异的的化学常为质(绘出6、7)。在肾脏里,摄取DEHP沾染施打一般来说地主导作用于肝细胞和醯化学常为质的显着蓄积以及和皮质醇水准缩水。互为对于极低施打的DEHP沾染显着升至了支链(BCAA)和3-羟基甘油(3-HB)的水准(绘出6B)。在尿液里,DEHP沾染显着升至了甘油灶和丙醇灶等短链胆固醇(SCFAs)的互为对于核素,但显着减少了果糖和的互为对于核素(绘出7C-D)。此外,在DEHP检视的大鼠消化道里掩蔽到G酪氨酸偶联酪氨酸(Gpr41和Gpr43)的mRNA水准施打一般来说增极低(绘出7E)。

绘出6. 摄取DEHP对大鼠肾脏葡萄糖组成员的冲击。肾脏1H NMR星体三维,(A) 互为对于抗生素;(B)互为对于极低施打。(左)OPLS-DA分数绘出;(右)乘积编码方式负载绘出。

绘出7. 摄取成分里DEHP对大鼠尿液葡萄糖组成员和细菌酵母每一次的冲击。肾脏1H NMR星体三维,(A) 互为对于抗生素;(B)互为对于极低施打。(左)OPLS-DA分数绘出;(右)乘积编码方式负载绘出。互为对于核素:SCFA和果糖(C);(D)。(E)大鼠消化道里Gpr41和Gpr43的mRNA水准(基于qPCR研究成果)。数据表示为千分之±SD;每组成员n =6或7。换用上部t检查或Welch t检查,*p

讨论

作为一种值得注意的荷尔蒙阻碍常为,DEHP的痉挛诸如受精卵障碍和荷尔蒙阻碍已得到了最常研究成果。愈发多的澳大利亚传染病控制与防治中心结果说明,作为造成腹泻的一种环境污染因素,DEHP与腹泻发生率棱关的。既往研究成果说明,对于C3H/He大鼠,DEHP可通过甲状腺功能与日俱增和下丘脑瘦素抵抗的协同效应主导作用于腹泻。然而,DHEP对腹泻发生和演进的子系统冲击在不大层面上仍不清楚。本实验室里,研究成果者掩蔽到摄取DEHP沾染14周可主导作用于大鼠过重、肾脏三衍生物(TG)和抗体本品水准增极低、增生稳定状态加重、肝细胞葡萄糖精神状态等病理生理学特点,并且可造成肝胃肝胃的基本上和组成员合而成受损,这些都是互为比的腹泻成因。醯能子系统作为信息传递的基础,最常加入神经细胞相互连接;因此,醯能子系统荷尔蒙与记忆障碍、思维缺陷密切关的。本实验室发现PG和RG可消除AChE活性,因此,PG和RG有所改善衰老大鼠三维的记忆障碍不太可能与其对醯能子系统荷尔蒙的防治主导作用有关。后续的行为学侦测结果与这一论述互为符。RAM可用来评估年龄关的的思维和记忆能力,在试验里,用PG和RG补充D-Gal可减少总距离和通向该平台的总短时间,以及侦测错误的短时间,互为较而言RG疗法对逆转记忆和思维升高的主导作用更大。RG和PG疗法后脑精神状态的组成员织基本上的有所改善展示出RG和PG对D-Gal主导作用于的脑的组成员织变性的疗法主导作用。 而出名,肝细胞葡萄糖精神状态和增生稳定状态可造成多种葡萄糖遗传性,如脂质肝、腹泻和癌症。在本研究成果里,DEHP沾染大鼠肾脏里数种胆固醇和TG的核素显着增极低,并伴有病理检查发现的的组成员织脂滴蓄积,说明肾脏脂质大量聚合和脂质肝的传染病不太可能。此外,摄取DEHP沾染施打一般来说引起抗体本品水准显着增极低,造成全身所贮存的脂质与体型减少,腹泻造成。先前研究成果结果说明,DEHP及其化学常为质丙醇单(2-甲基己基)衍生物(MEHP)沾染加速了大鼠3T3-L1细胞系里的脂质细胞并存,并主导作用于了大鼠腹泻,这与本研究成果的结果互为符。这一结果与近来撰写的犬科东南面2,3,7,8-磺酸二苯并呋喃(TCDF)和薄囊藻寄生虫-赖氨酸-精氨酸(MC-LR)环境污染沾染所致的肾脏脂质聚合结果互为似。有趣的是,摄取成分间接地的DEHP沾染可施打一般来说地主导作用于大鼠母体加入肾脏胆固醇催化反应的脂质聚合基因(Acaca和Scd1)mRNA水准显着减少,说明DEHP沾染14周可消除胆固醇的催化反应。这一结果其实与DEHP沾染造成的大鼠肾脏脂质蓄积不互为一致,事实上,DEHP沾染显着升至了大鼠肾脏Cd36的水准,而这与脂质运或进食密切关的,说明摄取DEHP服用可作出贡献胆固醇进食或通过RX-的循环运。这些与胆固醇葡萄糖关的基因表达关的的结果与大鼠卫生保健设施MC-LR沾染主导作用于的结果互为一致,而与先前份文件的TCDF沾染结果互为反。因此,DEHP和MC-LR主导作用于的这种肾脏脂质聚合不太可能部分值得注意胆固醇的诱导进食和循环。 大鼠细胞器和醯化学常为质(细胞膜构件的关键成分)的受到破坏从另一方面归入实了DEHP沾染主导作用于的肝细胞葡萄糖精神状态。在本研究成果里,蔬果DEHP检视大鼠肾脏里PC、PI、LPE、LPC和SM的核素显着减少、PS和PG升至均说明,DEHP沾染造成细胞膜可用性受到破坏。值得注意的是,DEHP沾染显着缩水了大鼠肾脏里PC与PE的九成,这与之前的研究成果互为一致,即在沾染于二-(2-甲基己基)己二酸衍生物(DOA)和DEHP造成肝肿大的大鼠里,PC与PE的九成减少。然而,早研究成果说明TCDF沾染显着增极低了大鼠的肾脏PC/PE之比,且与内质网应激关的。在极低脂蔬果主导作用于的大鼠腹泻里可掩蔽到LPC尤其是LPC 16:0的显着耗竭。此外,DEHP沾染可消除醯化学常为质表达,表现为大鼠肾脏里肌氨酸、肌酐、TMAO和GPC水准显着缩水,醯、DMG和CDPC水准升至。而出名,醯是通过CDP-醯间接地合成PC的前体。在DEHP检视的大鼠肾脏里掩蔽到加入CDP-醯间接地的mRNA(Chkb、Pcyt1a、Chdh、Mttp和Sardh)显着减少,说明DEHP引起的脂质聚合不太可能部分值得注意对PC催化反应的消除。此外,DEHP沾染主导作用于的脂质聚合和腹泻也可与增生稳定状态互为比关的,如大鼠肾脏里炎性细胞因子Tnf-α、Il-1β和Il-6施打一般来说的升至。 愈发多的确凿说明,肝胃肝胃薄生态子系统失调与多种常见传染病互为对于关的,如脂质肝、腹泻和2型糖尿病。本研究成果里,摄取DEHP沾染造成肝胃肝胃基本上和组成员合而成显着受到破坏,表现为中空菌道门显着缩水和原于病原体道门(肝胃肝胃的主要组成员合而成)升至。中空菌道门/原于病原体道门九成显着减少进一步归入实了摄取DEHP沾染可主导作用于腹泻,因为中空菌道门/原于病原体道门九成是而出名的腹泻指标。在磺酸二苯并呋喃(TCDF)主导作用于的肝致癌性病例里也掩蔽到诸如非酒精性脂质性眼疾(NAFLD)和肝脂质变性的互为似结果。DEHP插手14周的大鼠尿液里,SCFA显着增极低、和果糖水准显着减少也可作为DEHP沾染造成脂质聚合和腹泻的进一步支持性确凿。此外,DEHP检视减少了甘油菌株归入核素,而后者能够酵母糖和纤维糊精造成甘油灶。DEHP显着增极低消化道里的Gpr41和Gpr43的mRNA水准,进一步说明肝胃里SCFA的转化和并用增极低。这些掩蔽结果看出,DEHP沾染显着作出贡献了细菌酵母每一次,造成氰化物的SCFA,并为全身提供者了额外的能量,最终造成大鼠肾脏脂质聚合和腹泻。

事实

两种替代施打的长年摄取DEHP沾染均可显着主导作用于大鼠肾脏脂质聚合和腹泻,表现为胆固醇、细胞器和醯葡萄糖受到破坏。此外,DEHP沾染引起肝胃肝胃薄生态子系统失调,之外肝胃肝胃基本上和组成员合而成的发生波动及细菌酵母每一次的应答,二者与腹泻的发生、演进均互为对于关的。这一研究成果发现为环境污染DEHP可作为腹泻和腹泻关的传染病的潜在病因提供者了取而代之确凿。

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