【食品新思路】ACS Nano：EGCG通过肠道微生物调节肠肝轴改善聚苯乙烯微塑料导致的肝脏损伤- 大数跨境

【食品新思路】ACS Nano：EGCG通过肠道微生物调节肠肝轴改善聚苯乙烯微塑料导致的肝脏损伤

食品工业科技编辑部

2024-08-29

导读：该文章通过非靶向代谢组结合转录组学技术，探究了MPs对肝脏代谢的影响；利用16S rRNA测序揭示了MPs导致的肠道菌群紊乱，研究EGCG对结肠炎症和系统性炎症的保护作用。

【食品新思路】ACS Nano：EGCG通过肠道微生物调节肠肝轴改善聚苯乙烯微塑料导致的肝脏损伤

●近期，南方医科大学的王起、谢晓利教授团队在期刊《ACS Nano》上发表了名为《Gut Microbiota Participates in Polystyrene Microplastics-Induced Hepatic Injuries by Modulating the Gut–Liver Axis》的研究型论文。张开凯为文章第一作者，王起、谢晓利为通讯作者。现代工业包装中以聚苯乙烯微塑料（MPs）为代表的塑料污染日益严重，它们能通过食物链吸收和积累，传递至人体中，是导致机体肝脏炎症、氧化应激和微生物菌群失调的原因之一。已有研究表明，表没食子儿茶素-3-没食子酸酯（EGCG）是绿茶的主要成分，具有抗炎、抗纤维化、抗离子氧化应激等生物活性，能够改善结肠炎引发的肠屏障损伤和非酒精性脂肪性肝病伴随的肝脏炎症和纤维化，但EGCG对在MPs导致的结肠炎症、肝损伤和菌群失调的保护作用机制尚不清楚。因此该文章通过非靶向代谢组结合转录组学技术，探究了MPs对肝脏代谢的影响；利用16S rRNA测序揭示了MPs导致的肠道菌群紊乱，研究EGCG对结肠炎症和系统性炎症的保护作用。

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成果介绍

为了解MPs对机体的损伤情况，研究人员给予5 μM的MPs诱导小鼠肝损伤。检测发现长期暴露于MPs下，小鼠血清LPS、TNF-α、IL-6、IL-1β、ALT、AST、ALP、LDH等指标升高，表明MPs诱导了小鼠全身炎症。同样的在肝脏组织学观察中也发现，MPs促进了炎症细胞浸润。进一步通过代谢组学与转录组学分析，MPs激活了肝脏炎症相关的Toll样受体信号通路、NF-κB信号通路和TNF信号通路，表明MPs促进肝纤维化和炎症，改变肝脏代谢组。此外MPs暴露还诱导了隐窝萎缩、降低了包括ZO-1，Occludin和Claudin5的紧密连接蛋白的表达，损害肠道屏障功能。

研究发现肝脏脂肪变性、肝炎等疾病的发展过程与肠道菌群失调的密切相关。因此，研究人员进一步评估了MP对肠道稳态的破坏作用。通过16S rRNA对粪便菌群测序，结果显示，MPs并没有对微生物丰富度和多样性产生显著影响，但是厚壁菌门/拟杆菌门比率升高，益生菌Akkermansia、Faecalibaculum和Mucispirillum的相对丰度降低，可能导致了肠道菌群紊乱。

为了研究MPS诱导的肝损伤中是否与肠道菌群相关，研究人员使用抗生素混合物（ABX）消除了肠道微生物群，结果发现消除肠道菌群可以通过抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路的激活来减轻MPs诱导的结肠炎症，表现在ABX缓解了结肠缩短、阻止结肠隐窝萎缩和杯状细胞减少、改善ZO-1、Occludin 和 Claudin5 蛋白的减少。但PSR相对面积显示ABX不能改善肝脏纤维化。粪便微生物移植（FMT）后小鼠ZO-1，Occludin和Claudin5蛋白减少，TLR4、MyD88、总 NF-κB 和核磷酸化 NF-κB 蛋白增加，这进一步验证了肠道微生物群对结肠具有促炎作用。

基于EGCG的抗炎活性，给予MPs诱导小鼠口服EGCG验证其结肠炎症的保护作用。菌群测序结果显示EGCG能缓解MPs导致的Akkermansia、Mucispirillum和Faecalibaculum等益生菌的丰度减少，优化肠道菌群紊乱。同样EGCG处理缓解了小鼠结肠缩短、隐窝萎缩、杯状细胞减少等，抑制 MPs 诱导的蛋白 TLR4、MyD88、总NF-κB和核磷酸化NF-κB的过表达和mRNATNF-α、IL-6 和IL-1β的上调，改善肠道屏障功能和结肠炎症。

因此，该研究的成果可总结为：MPs摄入会导致小鼠肝脏损伤、纤维化以及全身炎症的产生，激活炎症相关TLR4/MyD88/NF-κB通路，导致肠道菌群紊乱和肠屏障损伤。而补充抗炎EGCG能够抑制TLR4通路有效改善MPs诱导的肝脏炎症和微生物菌群失调，发挥保护作用。