發(fā)布時間：2020-04-15 19:58

【摘要】：在動物的腸道中聚居著數(shù)量龐大、種類繁多的微生物,它們被稱為腸道菌群。近年,越來越多的研究證實這些微生物對動物健康起著關(guān)鍵作用,它們參與調(diào)控包括能量代謝和儲存、免疫系統(tǒng)、生長發(fā)育、神經(jīng)系統(tǒng)和行為在內(nèi)的多種生理功能。目前的研究表明,包括抗生素、重金屬、持久性有機污染物、農(nóng)藥和食品添加劑在內(nèi)的多種環(huán)境污染物都可以對腸道菌群結(jié)構(gòu)造成影響,導(dǎo)致一些生理功能的紊亂,進(jìn)而加重甚至引發(fā)某些疾病的發(fā)生。霜霉威(Propamocarb,PM)是一種使用廣泛的廣譜內(nèi)吸型殺菌劑,主要用于防治蔬菜、水果、花卉、草坪等植物上由真菌引發(fā)的疾病,它可以通過不同的途徑進(jìn)入動物腸道中,并可能對腸道菌群和代謝產(chǎn)生影響。本研究旨在研究不同條件PM暴露對小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響,以及分析由于腸道菌群結(jié)構(gòu)改變而對生理功能產(chǎn)生的影響。首先,在飲水中以3、30、300 mg/L濃度的PM對雄性ICR小鼠暴露4周來研究短期高濃度PM暴露對小鼠的影響。研究結(jié)果顯示,小鼠肝臟中三酰甘油(TG)水平顯著上升,丙酮酸水平輕微上升;肝臟中調(diào)控糖脂代謝的關(guān)鍵基因如Cherbp、Fatp2、Acox、Screbp1c、Scd1、Dgat1等基因的表達(dá)水平顯著降低;通過RT-PCR和16S r RNA基因測序方法,發(fā)現(xiàn)小鼠腸道菌群在門和屬水平上發(fā)生了改變;結(jié)腸中脂蛋白酯酶(LPL)的表達(dá)水平和蛋白水平顯著升高,短鏈脂肪酸(SCFAs)受體GPR41的表達(dá)顯著降低;糞便代謝物中的琥珀酸、乳酸、甘油、煙酸、海藻糖、半乳糖、膽汁酸、SCFAs等與能量代謝有關(guān)的代謝物水平顯著變化,此外,PM暴露還會引起三甲胺(TMA)的濃度也顯著上升,該物質(zhì)在人體中會轉(zhuǎn)化為促動脈粥樣硬化物質(zhì)氧化三甲胺(TMAO)。以上結(jié)果表明,短期高濃度PM暴露會造成腸道菌群結(jié)構(gòu)紊亂、菌群代謝物的變化以及肝臟中糖脂代謝紊亂。其次,進(jìn)一步研究了低濃度長期PM暴露(更接近實際暴露條件)對小鼠的影響。通過飲水以1、3、10 mg/L濃度的PM對C57BL/6J雄性小鼠暴露PM 10周。結(jié)果表明:在體重、肝臟TG和肝臟總膽固醇等不發(fā)生顯著變化的情況下,肝臟中調(diào)控糖酵解、脂肪酸(FA)轉(zhuǎn)運、?-氧化、FA合成、FA釋放、TG合成和TG轉(zhuǎn)運的基因表達(dá)水平顯著降低;肝臟中膽汁酸合成基因的表達(dá)水平顯著下降,肝臟和回腸中負(fù)責(zé)調(diào)控膽汁酸肝腸循環(huán)轉(zhuǎn)運的基因表達(dá)水平顯著下降,肝臟中膽汁酸受體FXR的表達(dá)顯著上升,肝臟中總膽汁酸濃度顯著上升。同時用UPLC-MS/MS檢測了血清中36種主要的膽汁酸組成,發(fā)現(xiàn)血清中膽汁酸結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,TCA、UDCA、?MCA、?MCA、T?MCA和T?MCA的濃度顯著升高;同時16S r RNA基因的高通量測序結(jié)果表明,PM暴露后小鼠糞便和盲腸內(nèi)容物中的腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著改變,菌群中的優(yōu)勢菌種在PM暴露后也發(fā)生了變化;基于NMR的代謝組分析發(fā)現(xiàn),糞便中肌酸、延胡索酸、乳酸、海藻糖和半乳糖等與能量代謝有關(guān)的菌群代謝物濃度發(fā)生了顯著變化。同時與短期暴露結(jié)果相同,糞便中TMA濃度在低濃度PM暴露后也顯著上升;肝臟中負(fù)責(zé)將TMA氧化為TMAO的限速酶黃素單氧化酶的濃度顯著上升;心臟中一氧化氮(NO)濃度顯著上升,但是一氧化氮合酶(NOS)的表達(dá)和酶活性顯著降低,炎性因子NF-?B的表達(dá)顯著上升。以上結(jié)果表明,雖然在生理指標(biāo)上的變化不是很明顯,但是長期低濃度PM暴露在轉(zhuǎn)錄水平上顯著改變了小鼠的能量代謝和膽汁酸代謝,代謝上的變化又與腸道菌群結(jié)構(gòu)和腸道菌群代謝物的變化密切相關(guān),PM暴露引起的TMA濃度的升高會引起心臟中血管舒張功能的變化,這表明PM暴露可能會引起心血管疾病發(fā)生的風(fēng)險。以上研究分析了PM對小鼠腸道菌群和代謝的影響,研究結(jié)果為評價殺菌劑PM的毒理效應(yīng)提供參考。
【圖文】：

圖 1-1 環(huán)境污染物爆肉對腸道菌群的影響導(dǎo)致一些生理的變化和疾病的發(fā)生。環(huán)境污染物暴露導(dǎo)致了腸道菌群的失調(diào)、菌群代謝物的變化，免疫系統(tǒng)在第一時間被腸道菌群及其代謝物影響，通過免疫系統(tǒng)以及菌群代謝物，環(huán)境污染物進(jìn)一步影響能量代謝、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)等，多種負(fù)面效應(yīng)將被引發(fā)，更嚴(yán)重的是，一些效應(yīng)還會反過來作用于腸道菌群。Fig. 1-1 Effects of different kinds of environmental pollutants on gut microbiota and their

肝臟中丙酮酸水平輕微下降但是沒有顯著性（圖2-1 F），肝臟中總膽汁酸水平無顯著變化（圖 2-1 G）。2.3.2 PM 暴露對小鼠肝臟中脂質(zhì)代謝基因表達(dá)的影響為了研究肝臟中 TG 含量下降的原因，進(jìn)一步檢測了肝臟中脂質(zhì)代謝調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)的變化（圖 2-2）。結(jié)果顯示 Chrebp、 Gk、和 Pk 的轉(zhuǎn)錄水平在 PM3 和 PM300 組中顯著下調(diào)（圖 2-2A），這些基因的產(chǎn)物參與調(diào)控糖酵解，它們的下調(diào)可能導(dǎo)致了肝臟中丙酮酸濃度下降。Fatp2 和 Fabp2 分別調(diào)控脂肪酸（FA）的細(xì)胞間轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄，兩者的轉(zhuǎn)錄水平都在 PM 暴露后顯著下降（圖 2-2B）。Acox，參與調(diào)控脂肪酸的 -氧化，它在三個 PM 處理組中都顯著下降（圖 2-2 C）。FA 的從頭合成是在一系列因子的調(diào)控下完成的。如圖 2-2 D 所示，PM 暴露顯著抑制了調(diào)控因子 Srebp1c 和 Ppar- 的轉(zhuǎn)錄
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S859.8

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本文編號：2628923