项目文章 | 河北医科大学史海水教授课题组最新研究成果荣登环境科学TOP期刊

2022-06-30 19:49:34, 星标关注上海欧易生物医学科技有限公司

2021年10月，河北医科大学神经科学研究中心史海水教授课题组在Journal of Hazardous Materials杂志在线发表了题为“Effects of chronic triclosan exposure on social behaviors in adult mice”的研究论文，本研究利用动物行为学评价，结合组织超微结构和肠菌构成分析技术，证明了环境内分泌干扰物三氯生（triclosan, TCS）长期暴露会显著降低成年小鼠的社会等级，并伴随着肠道菌群稳态改变、海马神经元和突触结构的损伤，研究发现加深了我们对TCS暴露影响个体脑功能和社会行为表型的理解。

中文标题：长期三氯生暴露对成年小鼠社会行为的影响

发表期刊：Journal of Hazardous Materials

IF：10.588

主要研究技术：LC-MS/MS、16S微生物多样性测序、透射电子显微镜（TEM）

文章摘要

TCS是一种新发现的家用产品中对动物和人类有毒性作用的环境内分泌干扰物，然而TCS暴露对个体社会行为的影响和潜在机制尚不清楚。本研究使用旷场测试（OFT）、社会等级测试（SDT）、社会交互测试（SIT）和新物体识别任务（NOR）评价42天暴露于饮用水中的TCS（0、50、100 mg/kg）对成年小鼠社会行为的影响。使用16S rRNA 测序和TEM分析评价TCS暴露对小鼠肠道菌群、海马神经元和突触结构的影响。

行为学结果表明：长期暴露TCS会诱导雄性和雌性小鼠的社会等级显著降低。TCS暴露还诱导雄性小鼠的社交交互减少并导致雌性小鼠的记忆形成受损。肠道菌群分析显示，TCS暴露诱导雌性小鼠变形菌门和放线菌门的相对丰度增加。超微结构分析显示，TCS 暴露会诱导海马神经元和突触超微结构的损伤。这些发现表明，TCS暴露会影响社会行为，这可能与肠道菌群稳态的改变以及海马神经元和突触的可塑性受损有关。

主要研究结果

1. 长期TCS暴露对成年小鼠体重、血清TCS水平和焦虑样行为的影响

长期TCS暴露会影响雌性小鼠的体重（p=0.049），其中TCS 100 mg/kg暴露组体重显著下降（p=0.016）。血清TCS水平在所有暴露组中均不同程度的升高，表明小鼠血清TCS水平与TCS给药浓度之间存在剂量依赖性关系。OFT实验表明TCS暴露对小鼠中中央停留时间和总活动距离没有影响。这些结果表明TCS会降低雌性小鼠的体重，但不会影响小鼠的焦虑样行为和自发活动。

2. 长期TCS暴露会诱导成年小鼠社会等级显著降低

SDT实验显示，与对照组相比，TCS暴露组的获胜百分比显著降低，这表明长期TCS暴露会诱导雄性和雌性小鼠的社会等级降低。

3. 长期TCS暴露对成年小鼠社会行为的影响

SIT实验显示，与对照组相比，TCS暴露组雄性小鼠社会交互指数显著降低（P=0.036），其中TCS 100 mg/kg暴露组嗅探指数降低（p=0.0289），这些结果表明长期接触TCS会减少雄性小鼠的社交交互。NOR实验显示，分别与训练期3个组相比，雄性小鼠测试期的物体识别指数增加，而雌性小鼠在训练期和测试期无显著差异，这些结果表明TCS暴露组的雌性小鼠对探索新物体没有偏好，长期暴露TCS会诱导雌性小鼠的记忆形成受损。

4. 长期TCS暴露改变了雌性小鼠肠道菌群的组成

微生物多样性测序结果显示，不同性别组中，对照组和不同水平暴露组菌群的组成显著分离（雄性：p=0.018，雌性：p=0.014）。在雌性小鼠中，与对照组相比，暴露组中变形菌门的相对丰度显著上升，放线菌门的相对丰度在TCS 100mg/kg暴露组中显著上升。这些结果表明长期TCS暴露诱导雌性小鼠肠道菌群的稳态改变。

5. TCS暴露诱导成年小鼠海马神经元和突触的超微结构损伤

TEM检测（下图A）显示，对照组神经元的核仁大而圆，核膜完整，核内染色质和分布均匀，粗面内质网丰富，线粒体结构良好；TCS 50 mg/kg暴露组神经元的核膜外周轻度水肿，细胞质和细胞核电子密度降低，粗面内质网轻度扩张，线粒体肿胀，嵴断裂；TCS 100 mg/kg暴露组神经元的核膜皱缩凹陷，双层核膜局部出现了单层，核膜的结构不均一，细胞核附近组织水肿，内质网扩张，线粒体结构紊乱，呈现自溶状态。如下图B所示，对照组显示出适当的突触后致密区（PSD）厚度和突触间隙的宽度，而TCS暴露组均出现不同程度的PSD厚度变薄，突触间隙变宽。这些结果表明TCS暴露诱导成年小鼠海马神经元和突触的超微结构损伤。

课题组简介

史海水教授课题组长期关注环境因素对个体抑郁、焦虑等个体神经社会行为的影响及肠道微生态的中介作用，研究发现先后在J Hazard Mater，Chemosphere，Neuropharmacol.，Brain Res Bull.等权威期刊发表。郝颖硕士，孟丽实验师和在读本科生张妍同学为该研究的共同第一作者。史海水教授和龚淼高级实验师为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、河北省杰出青年科学基金等项目资助。