單寧酸對低劑量T-2毒素誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸黏膜損傷與菌群失調(diào)的保護效應(yīng)

謝 旖,鄒酈睿,陶 冉,劉 莎,王江萍,文利新,鄔 靜,王 吉*

(1.益陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,益陽 413055;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院畜禽保健湖南省工程中心,長沙 410128;3.長沙綠葉生物科技有限公司,長沙 410100)

T-2毒素是由寄居在多種農(nóng)作物上的鐮刀菌屬霉菌產(chǎn)生的一種次級代謝產(chǎn)物,是一類具有強烈毒性的A類單端孢霉烯族真菌毒素,在中國的檢出率為80%[1],對我國乃至全球的糧食與飼料安全造成嚴重影響。T-2毒素毒性穩(wěn)定、不易降解且廣泛存在于大麥、小麥、燕麥和玉米等谷物中[2],其毒力大小差異受諸多因素的影響,如接觸方式、暴露時間、染毒劑量等,往往幼年動物比成年動物表現(xiàn)更為敏感[3-4]。在嚙齒類動物模型中,T-2毒素的半數(shù)致死量(LD50)為5～10 mg·kg-1[5],且血漿中的T-2毒素通常在48 h內(nèi)可全部清除[6]。T-2毒素中毒可分為急性、亞急性和慢性3種,短期大量攝入T-2毒素可導(dǎo)致急性中毒,動物表現(xiàn)為惡心、腹瀉、發(fā)育遲滯和體重減輕,嚴重時可導(dǎo)致死亡[7]。低劑量多次攝入T-2毒素可導(dǎo)致亞急性中毒,動物表現(xiàn)為反應(yīng)遲緩,骨骼壞死,淋巴細胞減少和腦膜充血[8]。長期低劑量攝入T-2毒素可導(dǎo)致慢性中毒,動物表現(xiàn)為食欲下降、消化道黏膜損傷、神經(jīng)內(nèi)分泌紊亂、免疫系統(tǒng)損傷、皮膚壞死、生長抑制及母畜不孕、流產(chǎn)甚至死亡等[9]。已有研究表明,食用含有T-2毒素的飼糧會引起宿主腸道疾病,比如損傷腸道黏膜免疫應(yīng)答[10]、干擾腸屏障功能[11]、改變腸道菌群組成[12]。目前,基于動物模型的T-2毒素毒理相關(guān)研究大多數(shù)為急性攻毒試驗,但我國飼料原料及畜禽配合飼料中T-2毒素的污染大多為低水平污染[13]。因此,慢性或亞急性T-2毒素暴露應(yīng)當(dāng)優(yōu)先關(guān)注。

單寧(tannins)是一類多酚類化合物,廣泛存在于高粱、石榴、柿子以及豆科等糧食作物中。根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu),單寧主要分為縮合單寧(condensed tannin,CT)和水解單寧(hydrolyzable tannin,HT),CT是由兒茶素、表兒茶素、沒食子兒茶素和表沒食子兒茶素按照不同比例聚合而成聚合物,而HT則是由沒食子酸酯或含糖基的鞣酸及其衍生物組成,其中以單寧酸(tannic acid,TA)為典型[14-15]。一般而言,單寧易與體內(nèi)的蛋白質(zhì)、生物堿、多糖、核酸、細胞膜等大分子發(fā)生沉淀反應(yīng),過量攝入單寧會影響動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用,并產(chǎn)生細胞毒性[15-17]。因此,在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中,單寧通常被視為動物飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子。然而,TA中鄰位羥基的存在使其具有很強的清除氧自由基的能力,從而具備較強的抗氧化活性[15],動物日糧中適量添加的TA具有抗炎和抗氧化等生物學(xué)功能[18-19]。作者前期的研究證明,TA可通過調(diào)節(jié)死亡受體和線粒體凋亡信號通路修復(fù)玉米赤霉烯酮誘導(dǎo)的小鼠卵巢損傷[20]。此外,作者前期的預(yù)試驗還發(fā)現(xiàn)每日灌胃100 和200 mg·kg-1TA對小鼠各項生理指標(biāo)及腸道健康無顯著影響,但400 mg·kg-1TA可造成小鼠的消化器官損傷?；谇捌谘芯炕A(chǔ),本研究以雄性C57BL/6J小鼠為模型,對小鼠進行低于LD50水平(1 mg·kg-1)的T-2毒素灌胃,且灌胃頻率為每周3次,持續(xù)10周,建立小鼠低劑量T-2毒素暴露模型,研究低劑量T-2毒素暴露對小鼠結(jié)腸組織病理學(xué)形態(tài)、結(jié)腸黏膜屏障和結(jié)腸菌群多樣性的影響,并評估安全劑量(100 mg·kg-1)的TA對T-2毒素誘導(dǎo)結(jié)腸損傷的保護效果,旨在為低劑量T-2毒素污染對動物腸道健康損傷的評估及其防治提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑材料

T-2毒素購自普瑞邦生物工程有限公司,TA購自麥克林生化科技有限公司(上海);BCA蛋白檢測試劑盒購自杭州聯(lián)科生物科技有限公司;無水乙醇、氯仿、異丙醇、二甲苯、中性樹膠購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司;H&E染色液套裝(G1005)、AB-PAS染液套裝(G1049)購自武漢Servicebio公司;Trizol、Evo M-MLV反轉(zhuǎn)錄試劑盒和SYBR Green I試劑盒購自湖南艾科瑞生物工程有限公司;Western blot 蛋白Marker、一抗和二抗均購自湖南艾方生物科技有限公司;ECL試劑購自江蘇凱基生物技術(shù)股份有限公司。

1.2 動物試驗

36只6周齡雄性C57BL/6J小鼠,購自湖南斯萊克景達實驗動物有限公司。小鼠初始體重約為21 g,飼養(yǎng)于標(biāo)準動物房[溫度(22±2) ℃,濕度(65±5%)]。實驗小鼠飼料為南通特洛菲飼料科技有限公司的LAD0011飼料,主要成分為小麥、玉米、次粉、豆粕,玉米蛋白粉、油脂、啤酒酵母、鹽、賴氨酸、蛋氨酸、礦物質(zhì)、維生素。實驗小鼠隨機分為3組(每組12只):對照(Ctrl)組、T-2毒素(T2)組和TA干預(yù)(T2TA)組。T-2毒素溶于1%無水乙醇,用0.9%生理鹽水稀釋,T2組、T2TA組按照每日1 mg·kg-1劑量每周灌胃3次(Ctrl組灌胃無菌生理鹽水);TA溶于0.9%生理鹽水,T2TA組以每日100 mg·kg-1的TA劑量灌胃(Ctrl組和T2組灌胃無菌生理鹽水),試驗周期10周。試驗結(jié)束前一天晚上,禁食不禁水8 h。然后按0.01 mL·g-1劑量腹腔注射2.5%三溴乙醇麻醉,最后斷頸處死。試驗過程符合國家《實驗動物福利倫理審查指南》規(guī)定,并經(jīng)湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究倫理委員會批準(No.43322105)。

1.3 結(jié)腸組織病理學(xué)分析

各組截取5只小鼠結(jié)腸組織放至4%多聚甲醛組織固定液中充分浸泡,固定24 h,依次進行脫水浸蠟、包埋、切片制成石蠟切片。用于H&E染色、AB-PAS染色和免疫組化染色,鏡檢,采集圖像使用Image-Pro Plus 6.0軟件進行統(tǒng)計分析。每組5個樣本,每個樣本組織切片按照左上、右上、中、左下、右下區(qū)域截取5個視野,于每個視野中進行杯狀細胞計數(shù)以及免疫組化陽性面積分析。H&E染色結(jié)果以100×和400×的切片鏡檢圖呈現(xiàn),AB-PAS染色和免疫組化染色結(jié)果以100×和200×的切片鏡檢圖呈現(xiàn)。

1.4 實時熒光定量PCR

使用Trizol試劑從結(jié)腸組織中提取總RNA,使用Evo M-MLV反轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA。使用SYBR Green I試劑盒和qPCR儀對目的基因表達量進行測定,以β-actin作為內(nèi)參,用2-ΔΔCt計算mRNA的相對表達量。測定的基因名稱和引物序列如表1所示。

表1 PCR引物序列

1.5 Western blot

取出適量結(jié)腸組織,放入含有RIPA裂解緩沖液和PMSF的離心管冰浴勻漿,以12 000 r·min-1、4 ℃離心5 min,分離上清。以BCA法測定蛋白濃度,隨后在沸水中煮沸變性5 min。樣品蛋白在SDS-PAGE上分離,轉(zhuǎn)移到PEDF膜。加入一抗輕輕搖晃過夜,洗膜3次,加入二抗孵育1 h,洗膜3次。最后,用ECL試劑對蛋白條帶可視化,用Image-Pro Plus 6.0軟件對蛋白條帶進行定量分析。

1.6 16S rRNA測序

結(jié)腸菌群多樣性檢測試驗委托上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司基于Illumina Miseq PE300平臺完成。微生物群落總DNA抽提根據(jù)E.Z.N.A.?Soil DNA Kit說明書操作,使用338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)對16 S rRNA基因V3-V4 可變區(qū)進行PCR擴增,每個樣本3個重復(fù)。使用NEXTFLEX Rapid DNA-Seq Kit進行建庫,利用Illumina公司的Miseq PE300平臺進行測序;對測序數(shù)據(jù)使用fastp軟件對原始測序序列進行質(zhì)控,使用FLASH軟件進行拼接,使用UPARSE軟件,根據(jù)97%的相似度對序列進行運算分類單位(operational taxonomic units,OTU)聚類并剔除嵌合體。利用RDP classifier對每條序列進行物種分類注釋,比對Silva 16S rRNA數(shù)據(jù)庫(v138),設(shè)置比對閾值為70%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析在美吉生信云平臺(https:∥www.majorbio.com)完成。

1.7 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié) 果

2.1 TA緩解T-2毒素引起的小鼠結(jié)腸黏膜屏障損傷

如圖1A、B所示,3組小鼠結(jié)腸組織結(jié)構(gòu)完好,黏膜完整,隱窩結(jié)構(gòu)完整,排列整齊,未見明顯炎性細胞浸潤。但從AB-PAS染色結(jié)果及杯狀細胞數(shù)量統(tǒng)計中可以看出,與Ctrl組小鼠比較,T2組小鼠結(jié)腸黏膜杯狀細胞數(shù)量極顯著減少(P<0.01),而T2TA組相較于T2組小鼠結(jié)腸黏膜杯狀細胞數(shù)目顯著增加(P<0.05),且與Ctrl組無顯著差異(P>0.05)(圖1C～D、圖2)。

*.P<0.05,**.P<0.01,ns.P≥0.05

2.2 TA緩解T-2毒素引起的小鼠結(jié)腸通透性受損

如圖3免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示,蛋白陽性表達呈棕黃色染色。T2組結(jié)腸黏膜中Occludin、Claudin1、ZO-1蛋白表達相較于Ctrl組均出現(xiàn)極顯著降低(P<0.01)(圖3A～I)。而TA干預(yù)可使Occludin、Claudin1、ZO-1蛋白表達均極顯著升高(P<0.01)(圖3A～I)。且T2TA組Claudin1蛋白表達極顯低于Ctrl組(P<0.01)(圖3C、D、H),而ZO-1蛋白極顯著高于Ctrl組(P<0.01)(圖3E、F、I)。

A～F.小鼠結(jié)腸Occludin、Claudin1和ZO-1免疫組化染色;G～I.小鼠結(jié)腸黏膜Occludin、Claudin1和ZO-1免疫組化陽性區(qū)域統(tǒng)計。**.P<0.01,ns.P≥0.05

與Ctrl組以及T2TA組相比,T2組的Occludin、Claudin1、Muc1以及Zo-1基因mRNA相對表達量均呈極顯著下降(P<0.01),且T2TA組OccludinmRNA相對表達量極顯著低于Ctrl組(P<0.01),Claudin1 mRNA相對表達量極顯著高于Ctrl組(P<0.01)(圖4A～C,E)。Muc2 mRNA各組間相對表達量無顯著差異(P≥0.05)(圖4D)。Western blot結(jié)果顯示,相較于Ctrl組,T2組Occludin和Claudin1蛋白表達量分別呈現(xiàn)顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)下降,而T2TA組相較于T2組,兩者均極顯著升高(P<0.01)(圖4F～H)。

A～E.小鼠結(jié)腸Occludin、Claudin1、Muc1、Muc2和Zo-1基因mRNA相對表達量變化;F～G.小鼠結(jié)腸Occludin和Claudin1蛋白表達量變化;H.Western blot蛋白電泳條帶。*.P<0.05,**.P<0.01,ns.P≥0.05

2.3 T-2毒素改變小鼠結(jié)腸菌群的多樣性

由圖5A～C中結(jié)腸菌群α多樣性分析可知,各組間OTU水平的Chao、Shannon及Shannoneven指數(shù)均無顯著差異(P>0.05),即各組小鼠結(jié)腸菌群的豐富度、群落多樣性以及群落均一性差異不顯著。Pd指數(shù)反映了樣本的譜系多樣性,Pd指數(shù)越大,說明物種進化多樣性越高。如圖5D所示,T2組的Pd指數(shù)與Ctrl組相比存在顯著差異(P<0.05),即T2組結(jié)腸菌群的進化多樣性顯著升高。如圖5E中OTU水平Venn分析所示,Ctrl組、T2組、T2TA組共檢出621個OTU,3組共同的OTU有448個,3組獨有的OTU數(shù)目分別為9個、34個和27個,Ctrl組和T2組共同的OTU有22個,Ctrl組和T2TA組共同的OTU有24個,T2組和T2TA組共同的OTU有57個。此外,在β多樣性分析結(jié)果中,PLS-DA分析可見各組樣本距離較遠,分別聚集在不同的象限中,即各組間小鼠的結(jié)腸菌群結(jié)構(gòu)有一定的差異,主成分解釋度分別為13.06%和10.59%(圖5F)。

A～D.結(jié)腸菌群Chao指數(shù)、Shannon指數(shù)、Shannoneven指數(shù)和Pd指數(shù);E.OTU水平Venn分析;F.OTU水平PLS-DA分析。*.P<0.05

2.4 TA改善T-2毒素誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸菌群變化

在門水平,各組相對豐度前5的物種依次為擬桿菌門(Bacteroidota)、厚壁菌門(Firmicutes)、脫硫弧菌門(Desulfobacterota)、放線菌門(Actinobacteriota)和疣微菌門(Verrucomicrobiota)(圖6A);差異物種分析結(jié)果顯示,T2組Patescibacteria豐度顯著高于T2TA組(P<0.05),且相對于Ctrl組呈升高趨勢(P≥0.05)(圖7A)。在目水平,各組相對豐度前5的物種依次為擬桿菌目(Bacteroidalea)、毛螺菌目(Lachnospirales)、乳酸桿菌目(Lactobacillales)、顫螺菌目(Oscillospirales)和脫硫弧菌目(Desulfovibrionales)(圖6B);差異物種分析結(jié)果顯示,T2組Saccharimonadales豐度顯著高于T2TA組(P<0.05),且相對于Ctrl組呈升高趨勢(P≥0.05)(圖7B)。在屬水平,各組相對豐度前5的物種依次為norank_f__Muribaculaceae屬、Lachnospiraceae_NK4A136_group屬、乳酸桿菌屬(Lactobacillus)、unclassified_f__Lachnospiraceae屬和擬普雷沃菌屬(Alloprevotella)(圖6C);差異物種分析結(jié)果顯示,T2TA組的顫桿菌屬(Oscillibacter)豐度顯著高于Ctrl組和T2組(P<0.05)(圖7C),Colidextribacter屬豐度顯著高于Ctrl組(P<0.05)(圖7D),norank_f__Oscillospiraceae屬豐度極顯著高于Ctrl組和T2組(P<0.01)(圖7E);T2組Candidatus-Saccharimonas屬顯著高于T2TA組(P<0.05)且相對Ctrl組呈上升趨勢(P≥0.05)(圖7F);T2組的臭氣桿菌屬(Odoribacter)極顯著高于Ctrl組和T2TA組(P<0.01)(圖7I),嗜膽菌屬(Bilophila)豐度顯著高于Ctrl組和T2TA組(P<0.05)(圖7J),且unclassified_f__Ruminoccaceae屬和丁酸弧菌屬(Butyrivibrio)豐度相對Ctrl組和T2TA組呈升高趨勢(P≥0.05)(圖7G、H)。

A.小鼠結(jié)腸菌群門物種組成;B.小鼠結(jié)腸菌群目物種組成;C.小鼠結(jié)腸菌群屬物種組成

2.5 結(jié)腸菌群與結(jié)腸屏障相關(guān)指標(biāo)關(guān)聯(lián)分析

進一步對小鼠結(jié)腸菌群物種豐度和結(jié)腸屏障相關(guān)指標(biāo)進行了Spearman相關(guān)性分析,以此探究結(jié)腸菌群物種與結(jié)腸屏障之間的相關(guān)性。結(jié)果如圖8所示,Occludin和Zo-1 mRNA表達水平與脫硫桿菌屬豐度呈極顯著的正相關(guān)(P<0.001);Occludin蛋白表達水平與乳酸桿菌屬豐度呈極顯著負相關(guān)(P<0.01),與Lachnospiraceae_NK4A136_group豐度呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。Claudin1蛋白表達水平與norank_f__Muribaculaceae和顫桿菌目豐度呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與乳酸桿菌屬和Candidatus-Saccharimonas屬豐度分別呈極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)負相關(guān)。Muc2 mRNA表達水平與Lachnospiraceae_NK4A136_group豐度呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與norank_f__Muribaculaceae豐度呈顯著負相關(guān)(P<0.05)。

3 討 論

本研究結(jié)果顯示,低劑量T-2毒素暴露不會造成小鼠結(jié)腸組織顯著的形態(tài)損傷和炎癥反應(yīng),但會使小鼠結(jié)腸中的杯狀細胞數(shù)量極顯著減少(圖2)。

而TA干預(yù)后的小鼠結(jié)腸中的杯狀細胞數(shù)量顯著增加。Kruppel樣轉(zhuǎn)錄因子-4(Kruppel-like factors-4,KLF4)是一類具有鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子,廣泛參與細胞增殖、分化及胚胎發(fā)育等多個生命活動的調(diào)控,特別是在結(jié)腸杯狀細胞的分化成熟過程中發(fā)揮重要作用[21]。研究表明,IL-8可以通過減少KLF4阻礙杯狀細胞的發(fā)育[22],因此,TA可能是通過增加結(jié)腸中KLF4來促進杯狀細胞發(fā)育,使杯狀細胞數(shù)量增加,這表明TA可以緩解低劑量T-2毒素暴露造成的結(jié)腸黏膜屏障受損,具有一定的保護結(jié)腸屏障功能的作用。而MUC1是最主要的黏蛋白之一,本研究結(jié)果顯示,低劑量T-2毒素降低小鼠結(jié)腸Muc1 mRNA的表達,而TA干預(yù)后其表達量顯著上升(圖4),驗證了TA改善T-2毒素誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸黏膜屏障,起到保護小鼠結(jié)腸黏膜屏障的作用。在Choi等[23]的研究中,給與肉雞飼糧中添加TA可增加腸道黏蛋白和緊密連接蛋白表達,提高腸道黏液屏障完整性,同時對腸道菌群也有積極影響,這與本研究結(jié)果相印證。

腸道上皮細胞機械屏障是保護腸道健康的另一重要因素,緊密連接蛋白在調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)的運輸和防御抗原從管腔進入宿主體循環(huán)方面起著關(guān)鍵作用[24-25],其遭到破壞可增加腸道通透性,進而導(dǎo)致炎癥出現(xiàn)。緊密連接蛋白主要包括Claudin家族、Occludin家族和ZO家族,各類蛋白之間的相互作用有助于腸道緊密連接屏障的形成[26-27]。本研究結(jié)果顯示,T-2毒素可以導(dǎo)致結(jié)腸中Claudin1和Occludin的mRNA和蛋白表達量顯著下降,而TA干預(yù)可使之顯著升高(圖4)。同時,qPCR結(jié)果顯示,Zo-1 mRNA表達水平呈現(xiàn)相同的趨勢(圖4)。此外,免疫組化結(jié)果也證實了Claudin1、Occludin以及ZO-1蛋白表達水平具有相同趨勢(圖3)。上述結(jié)果表明,低劑量的T-2毒素暴露可導(dǎo)致小鼠結(jié)腸黏膜機械損傷,而TA的干預(yù)可有效緩解T-2毒素引起的腸道屏障損傷。據(jù)研究報道,在斷奶仔豬飼糧中添加TA可通過上調(diào)ZO-1等緊密連接蛋白mRNA的表達水平,起到改善腸道屏障的作用[28],TA還可顯著上調(diào)十二指腸中Occludin和Zo-2 mRNA的表達,降低豬腸道上皮通透性,改善腸屏障完整性[29],這些研究與本試驗結(jié)果相印證。

在本研究中,低劑量的T-2毒素暴露擾亂了小鼠結(jié)腸微生物的平衡,改變了結(jié)腸菌群結(jié)構(gòu),這與前人在其他動物模型中的研究結(jié)果相似[12]。已有研究證明,適量的TA不僅可以提高腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用,促進腸道健康,還可促進動物腸道內(nèi)有益菌的增殖,同時抑制有害菌的生長,調(diào)節(jié)動物腸道菌群豐度的相對穩(wěn)定[15]。Xu等[30]報道,飼料添加0.15%的TA可有效降低斷奶仔豬腹瀉,提高腸道屏障功能,改善腸道微生物群落結(jié)構(gòu)。Liu等[31]研究發(fā)現(xiàn),添加適量的TA可以促進腸道內(nèi)產(chǎn)短鏈脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)細菌的生長,可以起到預(yù)防炎癥和維持腸道穩(wěn)態(tài)的作用。微生物多樣性分析結(jié)果證明了TA的干預(yù),一定程度上逆轉(zhuǎn)了T-2毒素引起的結(jié)腸菌群的改變(圖5)。

結(jié)腸菌群物種豐度及差異分析結(jié)果表明,TA的干預(yù),可使T2組小鼠結(jié)腸中的Patescibacteria門、Saccharimonadales目、Candidatus-Saccharimonas屬、unclassified_f__Ruminoccaceae屬、臭氣桿菌屬以及嗜膽菌屬豐度顯著或極顯著降低。其中,Candidatus-Saccharimonas屬和嗜膽菌屬均已被證明是腸道內(nèi)的有害菌,Candidatus-Saccharimonas屬豐度與結(jié)腸癌的發(fā)病成正相關(guān)[32],而高脂飲食會增加腸道中嗜膽菌屬豐度[33]。但也有研究發(fā)現(xiàn),臭氣桿菌屬豐度的降低,結(jié)腸炎、非酒精性脂肪肝等代謝性疾病的發(fā)生有關(guān)[34],在本研究中,T2組臭氣桿菌屬豐度極顯著高于另兩組,但對結(jié)腸健康并未顯示出積極影響,可能與其在腸道菌群中的整體豐度較低有關(guān)。此外,TA的干預(yù),可使T2組小鼠結(jié)腸中的顫桿菌屬和norank_f__Oscillospiraceae屬豐度分別顯著和極顯著升高(圖6、7)。其中,顫桿菌屬是已知的可產(chǎn)SCFAs并改善血脂的腸道有益微生物[35]。這些菌群的變化,證明了低劑量T-2毒素暴露會對結(jié)腸菌群多樣性及物種組成造成損害,而適量的TA干預(yù)具有顯著的改善效果。

本研究中的Spearman相關(guān)性分析結(jié)果顯示,小鼠結(jié)腸Occludin和Zo-1 mRNA表達水平與脫硫弧菌屬豐度呈極顯著的正相關(guān)(圖8);盡管已有報道表明脫硫弧菌屬與潰瘍性結(jié)腸炎、結(jié)腸癌和以肥胖、胰島素抵抗為代表的代謝綜合征的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[36],但也有最新研究發(fā)現(xiàn),植物提取物在改善高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠代謝紊亂的同時,也促進了其腸道內(nèi)脫硫弧菌屬豐度的升高[37],這可能與其屬水平下的不同種的功能差異有關(guān)。Occludin蛋白表達水平和Muc2 mRNA表達水平均與Lachnospiraceae_NK4A136_group豐度呈顯著正相關(guān)(圖8)。Lachnospiraceae_NK4A136_group屬為毛螺菌科NK4A136家族,毛螺菌科已被認為是一種有益的腸道微生物,可產(chǎn)生SCFAs,改善腸道炎癥及提高腸上皮屏障功能[38],這與本研究結(jié)論相一致。norank_f__Muribaculaceae屬和顫桿菌屬均屬于產(chǎn)SCFAs細菌,其豐度的增加與腸道免疫反應(yīng)的改善有顯著相關(guān)性[35,39]。乳酸桿菌屬被普遍認為是一種有益于腸道健康的益生菌[40],但本研究中乳酸桿菌屬豐度與結(jié)腸屏障相關(guān)指標(biāo)呈顯著負相關(guān)(圖8),可能與其在小鼠結(jié)腸中豐度較低有關(guān)。

4 結(jié) 論

低劑量T-2毒素暴露會導(dǎo)致小鼠結(jié)腸屏障損傷和結(jié)腸菌群的失調(diào)。而TA可以通過緩解T-2毒素造成的杯狀細胞數(shù)量減少、上調(diào)結(jié)腸黏膜屏障相關(guān)基因及蛋白的表達量水平,緩解T-2毒素引起的小鼠結(jié)腸黏膜損傷;同時通過調(diào)節(jié)T-2毒素誘導(dǎo)的結(jié)腸菌群失衡,降低有害菌群豐度、升高有益菌群豐度,最終有效改善小鼠的腸道健康。