妊娠期草甘膦暴露對(duì)仔鼠健康的“漣漪效應(yīng)”:腸道微生物與肝臟脂質(zhì)代謝的交互影響_第1頁(yè)
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妊娠期草甘膦暴露對(duì)仔鼠健康的“漣漪效應(yīng)”:腸道微生物與肝臟脂質(zhì)代謝的交互影響一、引言1.1研究背景與意義1.1.1草甘膦的廣泛應(yīng)用與環(huán)境暴露草甘膦,化學(xué)名稱(chēng)為N-磷酸甲基甘氨酸,作為一種內(nèi)吸傳導(dǎo)型、廣譜滅生性有機(jī)膦類(lèi)除草劑,自20世紀(jì)70年代由孟山都公司研發(fā)并商品化以來(lái),在全球農(nóng)業(yè)及非農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。其作用機(jī)制主要是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性地與植物體內(nèi)5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(5-EPSP合酶)緊密結(jié)合,抑制該酶的活性,從而阻斷芳香族氨基酸的合成代謝過(guò)程,最終致使植物因缺乏必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而死亡。由于草甘膦具有非選擇性強(qiáng)、除草效果顯著、生物活性高、用量低、成本相對(duì)低廉以及在植物體內(nèi)傳導(dǎo)性良好等諸多優(yōu)點(diǎn),特別是隨著耐草甘膦轉(zhuǎn)基因作物的大面積種植與推廣,其使用量呈現(xiàn)出持續(xù)快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè),2020年草甘膦的全球使用量已達(dá)60萬(wàn)-75萬(wàn)t,預(yù)計(jì)到2025年,這一數(shù)值將進(jìn)一步攀升至74萬(wàn)-92萬(wàn)t。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,無(wú)論是稻田、麥地的免耕種植,還是果園、茶園、森林防火隔離帶的除草作業(yè),草甘膦都發(fā)揮著關(guān)鍵作用;在林業(yè)、牧業(yè)以及建筑、交通等領(lǐng)域,它同樣是大規(guī)模除草的首選藥劑。然而,隨著草甘膦的大量且長(zhǎng)期施用,其在環(huán)境中的殘留問(wèn)題日益凸顯,并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中的各類(lèi)生物構(gòu)成了潛在的暴露風(fēng)險(xiǎn)。草甘膦進(jìn)入土壤后,會(huì)與土壤顆粒緊密結(jié)合,盡管其在土壤中的移動(dòng)性和淋溶性相對(duì)較低,但不同土壤的特性,如土壤顆粒組成、pH值、有機(jī)質(zhì)含量、溫度和含水量等因素的綜合影響,導(dǎo)致其在土壤中的半衰期差異較大,可在1-151d之間波動(dòng)。長(zhǎng)期使用草甘膦的地區(qū),土壤中的草甘膦及其主要降解產(chǎn)物氨甲基磷酸(AMPA)殘留量不斷增加。例如,阿根廷潘帕地區(qū)農(nóng)田中的草甘膦和AMPA殘留量分別達(dá)到2299±476μg/kg和4204±2258μg/kg。在我國(guó),湖南、浙江和廣西地區(qū)不同類(lèi)型土壤在使用草甘膦42d后,草甘膦殘留量處于130-910μg/kg的范圍。此外,由于草甘膦使用量大,在降雨、侵蝕等自然過(guò)程的作用下,土壤中的草甘膦和AMPA會(huì)被淋溶沖刷至水體中。越來(lái)越多的研究和報(bào)道表明,草甘膦已經(jīng)廣泛存在于各種天然水域和沉積物中。全球不同地區(qū)的地表水和地下水中均檢測(cè)到草甘膦和AMPA的殘留,不僅農(nóng)田周邊水體的殘留量大、檢出率高,大型河流、入海口等水域也存在較高的檢出率,這充分說(shuō)明草甘膦可通過(guò)徑流運(yùn)輸?shù)确绞綌U(kuò)散至全球水體中。如波羅的海入海河口中,草甘膦和AMPA的檢出率均高達(dá)90%以上。在我國(guó),10個(gè)省份地區(qū)的196個(gè)地表水樣品中,草甘膦和AMPA的檢出率分別為14.3%和15.8%。除了土壤和水體環(huán)境,草甘膦還可能通過(guò)食物鏈的傳遞在生物體內(nèi)富集,對(duì)生物的生存、生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)產(chǎn)生潛在的不利影響。近期的一項(xiàng)研究顯示,對(duì)近7000名志愿者的尿液樣本分析發(fā)現(xiàn),99.8%的樣本中含有草甘膦,這進(jìn)一步警示了草甘膦對(duì)生物和人類(lèi)健康的潛在威脅。1.1.2妊娠期暴露對(duì)仔鼠健康影響的研究現(xiàn)狀妊娠期是生物體發(fā)育的關(guān)鍵敏感時(shí)期,在此期間,母體若暴露于環(huán)境污染物,如草甘膦,可能會(huì)對(duì)胚胎和胎兒的正常發(fā)育產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,進(jìn)而威脅到仔鼠的健康。過(guò)往的眾多研究已經(jīng)揭示了妊娠期暴露于草甘膦與仔鼠多種健康問(wèn)題之間的關(guān)聯(lián)。在發(fā)育毒性方面,相關(guān)研究表明,草甘膦具有致畸作用。世界糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織農(nóng)藥殘留轉(zhuǎn)基因組聯(lián)合會(huì)議1994年發(fā)布的報(bào)告證實(shí),在妊娠第6-19天,對(duì)懷孕的CharlesRiverCOBSCD大鼠以3500mg/kg體重的劑量經(jīng)管飼法施用草甘膦原藥,觀(guān)察到該劑量組孕鼠出現(xiàn)軟便、腹瀉、呼吸窘迫、鼻涕紅、活動(dòng)減少、死亡率增加等現(xiàn)象,同時(shí)仔鼠出現(xiàn)生長(zhǎng)遲緩、早期吸收發(fā)生率增加、植入總數(shù)和活胎兒總數(shù)減少、胎兒數(shù)量增加以及胸骨骨化減少等畸形癥狀。在荷蘭belted兔的實(shí)驗(yàn)中也得到了類(lèi)似的結(jié)果。草甘膦還被證實(shí)具有生殖毒性和致突變作用。中南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的研究人員通過(guò)骨髓微核試驗(yàn)和雄性小鼠精子畸形試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),以不同劑量(2320、1160、580mg/kg)的草甘膦分2次經(jīng)口灌胃染毒小鼠,2320mg/kg劑量組的微核率明顯高于陰性對(duì)照組,且染毒劑量與骨髓微核率呈現(xiàn)顯著的劑量依賴(lài)關(guān)系;在雄性小鼠精子畸形試驗(yàn)中,1160mg/kg、580mg/kg劑量組的精子畸形率增加,精子數(shù)減少,1160mg/kg劑量組的附睪重量及附睪系數(shù)明顯下降。近年來(lái),腸道微生物和肝臟脂質(zhì)代謝逐漸成為研究草甘膦對(duì)仔鼠健康影響的重要方向。腸道微生物作為機(jī)體的“第二基因組”,在維持腸道屏障功能、免疫調(diào)節(jié)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝等方面發(fā)揮著不可或缺的作用。而肝臟是脂質(zhì)代謝的核心器官,其脂質(zhì)代謝平衡對(duì)于維持機(jī)體正常生理功能至關(guān)重要。有研究推測(cè),草甘膦可能通過(guò)干擾腸道微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能,間接影響肝臟的脂質(zhì)代謝過(guò)程。然而,目前關(guān)于妊娠期小鼠草甘膦暴露如何具體影響仔鼠腸道微生物群落結(jié)構(gòu)與功能,以及這一過(guò)程與肝臟脂質(zhì)代謝紊亂之間的內(nèi)在聯(lián)系和潛在分子機(jī)制,仍有待深入探究和明確。1.1.3研究意義本研究聚焦于妊娠期小鼠草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物及肝臟脂質(zhì)代謝的影響,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。從理論層面來(lái)看,深入探究這一課題有助于我們更為全面、系統(tǒng)地揭示草甘膦的毒性作用機(jī)制。當(dāng)前,雖然已有部分研究關(guān)注到草甘膦對(duì)生物體的危害,但對(duì)于其如何通過(guò)影響腸道微生物這一復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),進(jìn)而干擾肝臟脂質(zhì)代謝的具體過(guò)程和分子機(jī)制,仍存在諸多未知。本研究將通過(guò)多學(xué)科交叉的研究方法,綜合運(yùn)用微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等技術(shù)手段,深入剖析草甘膦暴露與仔鼠腸道微生物群落結(jié)構(gòu)和功能變化之間的因果關(guān)系,以及腸道微生物失衡與肝臟脂質(zhì)代謝紊亂之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而為完善草甘膦毒性理論體系提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論支持。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用方面,本研究的成果對(duì)于保障動(dòng)物和人類(lèi)健康具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。鑒于草甘膦在農(nóng)業(yè)和其他領(lǐng)域的廣泛使用,其對(duì)生物健康的潛在威脅不容忽視。通過(guò)明確妊娠期草甘膦暴露對(duì)仔鼠健康的影響,特別是在腸道微生物和肝臟脂質(zhì)代謝方面的影響,我們可以為制定更為科學(xué)、合理的草甘膦使用規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)提供有力的數(shù)據(jù)支撐。這將有助于減少草甘膦對(duì)動(dòng)物和人類(lèi)健康的潛在危害,保護(hù)生態(tài)環(huán)境的安全與穩(wěn)定。同時(shí),本研究的結(jié)果也可能為相關(guān)疾病的預(yù)防和治療提供新的思路和靶點(diǎn),具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。1.2研究目的與內(nèi)容1.2.1研究目的本研究旨在深入探究妊娠期小鼠草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的影響,明確草甘膦暴露是否會(huì)導(dǎo)致仔鼠腸道微生物的失衡,以及這種失衡與草甘膦暴露劑量、時(shí)間之間的關(guān)系。同時(shí),研究妊娠期草甘膦暴露對(duì)仔鼠肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)和信號(hào)通路的影響,揭示草甘膦暴露干擾肝臟脂質(zhì)代謝的潛在分子機(jī)制。此外,通過(guò)綜合分析腸道微生物變化與肝臟脂質(zhì)代謝紊亂之間的關(guān)聯(lián),為進(jìn)一步理解草甘膦的毒性作用提供新的視角,為制定相關(guān)的預(yù)防和干預(yù)措施提供科學(xué)依據(jù)。1.2.2研究?jī)?nèi)容實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組與草甘膦暴露模型建立:選擇健康的雌性昆明小鼠,適應(yīng)性飼養(yǎng)后,與雄性小鼠按2:1比例合籠交配。通過(guò)陰栓檢查確定妊娠,將妊娠小鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和不同劑量草甘膦染毒組。從妊娠第1天開(kāi)始,對(duì)染毒組小鼠進(jìn)行不同劑量的草甘膦灌胃處理,對(duì)照組給予等量的溶劑,持續(xù)至分娩前1天,建立妊娠期小鼠草甘膦暴露模型。仔鼠生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)監(jiān)測(cè):仔鼠出生后,記錄其出生體重、性別、存活率等指標(biāo)。定期測(cè)量仔鼠的體重、體長(zhǎng),觀(guān)察其生長(zhǎng)發(fā)育情況,繪制生長(zhǎng)曲線(xiàn),分析草甘膦暴露對(duì)仔鼠生長(zhǎng)發(fā)育的影響。仔鼠腸道微生物群落分析:在仔鼠特定日齡(如21日齡、42日齡等),無(wú)菌采集其糞便樣本。采用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)糞便樣本中的16SrRNA基因進(jìn)行測(cè)序,分析腸道微生物的群落結(jié)構(gòu),包括門(mén)、綱、目、科、屬、種水平的相對(duì)豐度,計(jì)算α多樣性(如Chao1指數(shù)、Shannon指數(shù)等)和β多樣性(如PCoA分析、NMDS分析等),以評(píng)估草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物群落多樣性和均勻性的影響。同時(shí),通過(guò)生物信息學(xué)分析,預(yù)測(cè)腸道微生物的功能,如代謝途徑、信號(hào)傳導(dǎo)通路等,探討草甘膦暴露對(duì)腸道微生物功能的潛在影響。仔鼠肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)檢測(cè):在與采集糞便樣本相同的日齡,處死仔鼠并迅速取出肝臟。采用生化試劑盒檢測(cè)肝臟中甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)等脂質(zhì)含量,以及脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)、肉堿/有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體2(OCTN2)等脂質(zhì)代謝關(guān)鍵酶的活性。通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)技術(shù)檢測(cè)肝臟中脂質(zhì)代謝相關(guān)基因(如SREBP-1c、PPARα、FABP1等)的mRNA表達(dá)水平,利用蛋白質(zhì)免疫印跡法(Westernblot)檢測(cè)相關(guān)蛋白的表達(dá)水平,全面分析草甘膦暴露對(duì)仔鼠肝臟脂質(zhì)代謝的影響。腸道微生物與肝臟脂質(zhì)代謝的關(guān)聯(lián)分析:運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法(如Pearson相關(guān)性分析、Spearman相關(guān)性分析等),探討腸道微生物群落結(jié)構(gòu)和功能與肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)之間的相關(guān)性。通過(guò)構(gòu)建微生物-脂質(zhì)代謝網(wǎng)絡(luò),進(jìn)一步明確關(guān)鍵微生物與肝臟脂質(zhì)代謝之間的相互作用關(guān)系,揭示妊娠期小鼠草甘膦暴露影響仔鼠肝臟脂質(zhì)代謝的潛在腸道微生物介導(dǎo)機(jī)制。1.3研究方法與技術(shù)路線(xiàn)1.3.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組選擇健康、性成熟的雌性昆明小鼠,體重在20-25g之間,購(gòu)自[實(shí)驗(yàn)動(dòng)物供應(yīng)商名稱(chēng)]。小鼠飼養(yǎng)于溫度為(22±2)℃、相對(duì)濕度為(50±10)%的環(huán)境中,采用12h光照/12h黑暗的晝夜節(jié)律,自由攝食和飲水。適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,將雌性小鼠與雄性小鼠按2:1的比例合籠交配。每天清晨進(jìn)行陰栓檢查,發(fā)現(xiàn)陰栓的當(dāng)天記為妊娠第0天。將確認(rèn)妊娠的小鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和草甘膦染毒組,每組[X]只。草甘膦染毒組又根據(jù)染毒劑量的不同,分為低劑量組、中劑量組和高劑量組,劑量設(shè)置參考相關(guān)文獻(xiàn)及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,如低劑量組為[低劑量數(shù)值]mg/kg?bw,中劑量組為[中劑量數(shù)值]mg/kg?bw,高劑量組為[高劑量數(shù)值]mg/kg?bw。對(duì)照組給予等量的溶劑(如0.9%生理鹽水)灌胃。1.3.2草甘膦暴露方式從妊娠第1天開(kāi)始,對(duì)草甘膦染毒組小鼠進(jìn)行灌胃染毒,每天1次,持續(xù)至分娩前1天。草甘膦溶液使用分析純草甘膦原藥(純度≥[X]%),用0.9%生理鹽水配制至所需濃度。灌胃時(shí)使用灌胃針,小心操作,避免損傷小鼠。對(duì)照組小鼠則灌胃等量的0.9%生理鹽水。1.3.3腸道微生物檢測(cè)方法糞便樣本采集:在仔鼠21日齡和42日齡時(shí),無(wú)菌采集糞便樣本。將仔鼠置于無(wú)菌的采集盒中,待其排便后,迅速用無(wú)菌鑷子收集糞便,放入無(wú)菌離心管中,立即置于-80℃冰箱保存,用于后續(xù)分析。DNA提?。翰捎脤?zhuān)門(mén)的糞便DNA提取試劑盒(如QiagenQIAampFastDNAStoolMiniKit)提取糞便樣本中的微生物總DNA。嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,包括樣本裂解、DNA吸附、洗滌和洗脫等步驟。提取的DNA濃度和純度通過(guò)NanoDrop2000分光光度計(jì)測(cè)定,確保DNA質(zhì)量符合后續(xù)實(shí)驗(yàn)要求。16SrRNA基因擴(kuò)增與測(cè)序:以提取的DNA為模板,使用細(xì)菌通用引物對(duì)16SrRNA基因的V3-V4可變區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增。引物序列為341F(5'-CCTAYGGGRBGCASCAG-3')和806R(5'-GGACTACNNGGGTATCTAAT-3')。PCR反應(yīng)體系包括模板DNA、PCRMix、上下游引物和無(wú)菌水。反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性3min;95℃變性30s,55℃退火30s,72℃延伸30s,共30個(gè)循環(huán);最后72℃延伸5min。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后,進(jìn)行純化和定量。將定量后的PCR產(chǎn)物構(gòu)建測(cè)序文庫(kù),采用IlluminaMiSeq高通量測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行雙端測(cè)序。數(shù)據(jù)分析:對(duì)測(cè)序得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制和過(guò)濾,去除低質(zhì)量序列和引物序列。使用生物信息學(xué)軟件(如QIIME2、Mothur等)對(duì)有效序列進(jìn)行聚類(lèi)分析,將其劃分為不同的操作分類(lèi)單元(OTUs),并進(jìn)行物種注釋?zhuān)_定每個(gè)OTU對(duì)應(yīng)的微生物種類(lèi)。計(jì)算α多樣性指數(shù)(如Chao1指數(shù)、Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)等)以評(píng)估腸道微生物群落的豐富度和多樣性,利用β多樣性分析(如主坐標(biāo)分析PCoA、非度量多維尺度分析NMDS等)比較不同組之間腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的差異。通過(guò)LEfSe分析等方法篩選出在不同組間具有顯著差異的微生物類(lèi)群。1.3.4肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)方法肝臟樣本采集:在與采集糞便樣本相同的日齡(21日齡和42日齡),將仔鼠稱(chēng)重后,采用頸椎脫臼法處死,迅速取出肝臟,用預(yù)冷的生理鹽水沖洗,去除血液和雜質(zhì),濾紙吸干水分后,稱(chēng)取肝臟重量,計(jì)算肝臟臟器系數(shù)(肝臟臟器系數(shù)=肝臟重量/體重×100%)。部分肝臟組織立即置于-80℃冰箱保存,用于后續(xù)分子生物學(xué)檢測(cè);另一部分肝臟組織用4%多聚甲醛固定,用于組織病理學(xué)分析。脂質(zhì)含量檢測(cè):采用生化試劑盒(如南京建成生物工程研究所的甘油三酯測(cè)定試劑盒、總膽固醇測(cè)定試劑盒、低密度脂蛋白膽固醇測(cè)定試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇測(cè)定試劑盒)檢測(cè)肝臟中甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)的含量。具體操作按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行,利用酶標(biāo)儀在特定波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算脂質(zhì)含量。脂質(zhì)代謝關(guān)鍵酶活性檢測(cè):采用相應(yīng)的酶活性檢測(cè)試劑盒(如脂肪酸合成酶活性檢測(cè)試劑盒、乙酰輔酶A羧化酶活性檢測(cè)試劑盒、肉堿/有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體2活性檢測(cè)試劑盒)檢測(cè)肝臟中脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)、肉堿/有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體2(OCTN2)等脂質(zhì)代謝關(guān)鍵酶的活性。操作過(guò)程嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行,通過(guò)測(cè)定反應(yīng)體系中底物或產(chǎn)物的變化來(lái)計(jì)算酶活性?;虮磉_(dá)檢測(cè):采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)技術(shù)檢測(cè)肝臟中脂質(zhì)代謝相關(guān)基因(如SREBP-1c、PPARα、FABP1等)的mRNA表達(dá)水平。使用Trizol試劑提取肝臟組織總RNA,通過(guò)反轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA。以cDNA為模板,使用特異性引物進(jìn)行qRT-PCR擴(kuò)增。引物序列根據(jù)GenBank中相應(yīng)基因序列設(shè)計(jì),并通過(guò)PrimerPremier5.0軟件進(jìn)行引物特異性和擴(kuò)增效率的評(píng)估。反應(yīng)體系和條件根據(jù)所用的熒光定量PCR試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行設(shè)置。采用2-ΔΔCt法計(jì)算目的基因的相對(duì)表達(dá)量,以β-actin作為內(nèi)參基因。蛋白表達(dá)檢測(cè):利用蛋白質(zhì)免疫印跡法(Westernblot)檢測(cè)肝臟中脂質(zhì)代謝相關(guān)蛋白(如SREBP-1c、PPARα、FABP1等)的表達(dá)水平。將肝臟組織在RIPA裂解液中勻漿裂解,提取總蛋白,用BCA蛋白定量試劑盒測(cè)定蛋白濃度。取適量蛋白樣品進(jìn)行SDS-PAGE凝膠電泳,將分離后的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。用5%脫脂奶粉封閉后,依次加入一抗(如兔抗小鼠SREBP-1c抗體、兔抗小鼠PPARα抗體、兔抗小鼠FABP1抗體)和二抗(如山羊抗兔IgG-HRP抗體)孵育。通過(guò)化學(xué)發(fā)光底物顯色,利用凝膠成像系統(tǒng)采集圖像,使用ImageJ軟件分析條帶灰度值,以β-actin作為內(nèi)參,計(jì)算目的蛋白的相對(duì)表達(dá)量。1.3.5技術(shù)路線(xiàn)本研究的技術(shù)路線(xiàn)如圖1所示:[此處插入技術(shù)路線(xiàn)圖,圖中清晰展示從實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組、草甘膦暴露、樣本采集、指標(biāo)檢測(cè)到數(shù)據(jù)分析的整個(gè)研究流程,各步驟之間用箭頭連接,注明關(guān)鍵操作和檢測(cè)方法]首先,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的準(zhǔn)備和分組,建立妊娠期小鼠草甘膦暴露模型。在仔鼠出生后,定期監(jiān)測(cè)其生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)。在特定日齡采集仔鼠糞便樣本和肝臟樣本,分別進(jìn)行腸道微生物群落分析和肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)。最后,對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,探討妊娠期小鼠草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物及肝臟脂質(zhì)代謝的影響,并分析兩者之間的關(guān)聯(lián)。二、草甘膦對(duì)生物影響的研究進(jìn)展2.1草甘膦的特性與應(yīng)用草甘膦,化學(xué)名稱(chēng)為N-(磷?;谆?甘氨酸,化學(xué)式為C_3H_8NO_5P,是一種含磷有機(jī)化合物。其分子結(jié)構(gòu)中包含羧基、氨基和甲基膦酸基,這些基團(tuán)賦予了草甘膦獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)。在常溫狀態(tài)下,草甘膦呈現(xiàn)為白色結(jié)晶粉末,可溶于水,但難溶于乙醇等常見(jiàn)有機(jī)溶劑。草甘膦的作用機(jī)制主要是特異性地抑制植物體內(nèi)5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(5-EPSP合酶)的活性。5-EPSP合酶在植物的芳香族氨基酸生物合成過(guò)程中起著關(guān)鍵作用,它能夠催化莽草酸-3-磷酸(S3P)和磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)反應(yīng),生成5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸(EPSP),EPSP進(jìn)一步參與合成苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等芳香族氨基酸,這些氨基酸對(duì)于植物的蛋白質(zhì)合成、激素調(diào)節(jié)、細(xì)胞壁構(gòu)建等生理過(guò)程至關(guān)重要。而草甘膦的化學(xué)結(jié)構(gòu)與PEP相似,能夠競(jìng)爭(zhēng)性地與5-EPSP合酶的活性位點(diǎn)緊密結(jié)合,從而阻斷了EPSP的合成路徑。這使得植物無(wú)法正常合成芳香族氨基酸,進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成受阻,植物細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂和分化等生理活動(dòng)受到嚴(yán)重干擾,最終致使植物因缺乏必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生理功能而死亡。由于草甘膦具有高效、廣譜、低毒、易降解等諸多優(yōu)點(diǎn),自20世紀(jì)70年代被開(kāi)發(fā)以來(lái),在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。在農(nóng)田中,無(wú)論是一年生的單子葉禾本科雜草,如稗草、狗尾草、看麥娘等,還是多年生的深根雜草,如白茅、蘆葦、香附子等,草甘膦都能展現(xiàn)出良好的除草效果。以果園除草為例,在雜草生長(zhǎng)旺盛期,每畝使用有效成分40-70克的草甘膦,對(duì)水20-30公斤,對(duì)雜草莖葉進(jìn)行均勻定向噴霧,可有效防除稗草、狗尾草、馬唐等一年生雜草;對(duì)于車(chē)前草、小飛蓬等雜草,畝用有效成分需增加至75-100克;而對(duì)于白茅、香附子等多年生雜草,則需要120-200克的有效成分。在免耕栽培中,草甘膦能夠快速有效地清除田間雜草,減少土壤翻動(dòng),降低水土流失風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)為后續(xù)作物的播種和生長(zhǎng)創(chuàng)造良好條件。此外,草甘膦還常用于鐵路、公路兩旁,以及森林防火隔離帶等區(qū)域的除草工作,以確保交通安全和預(yù)防火災(zāi)發(fā)生。2.2草甘膦的毒性研究現(xiàn)狀2.2.1對(duì)動(dòng)物的毒性作用草甘膦對(duì)動(dòng)物具有多方面的毒性作用,包括急性毒性、慢性毒性和生殖毒性等。在急性毒性方面,研究表明草甘膦對(duì)不同動(dòng)物的致死劑量存在差異。例如,大鼠經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)顯示,草甘膦的半數(shù)致死量(LD50)大于5000mg/kg體重,按照農(nóng)藥毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),屬于低毒農(nóng)藥。然而,這并不意味著草甘膦對(duì)動(dòng)物完全安全。有研究報(bào)道,山羊誤食噴灑過(guò)草甘膦的牧草后,會(huì)出現(xiàn)中毒癥狀,如食欲減退、空咀嚼、磨牙、流涎、精神沉郁、喜臥、不愿走動(dòng)、站立不穩(wěn)、肌肉震顫、呼吸急促、口腔黏膜潰瘍、腹瀉、嘔吐等,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡。慢性毒性研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期低劑量暴露于草甘膦會(huì)對(duì)動(dòng)物的生理功能產(chǎn)生不良影響。將大鼠長(zhǎng)期暴露于低劑量的草甘膦環(huán)境中,發(fā)現(xiàn)其肝臟和腎臟出現(xiàn)了組織病理學(xué)改變,如肝細(xì)胞腫脹、脂肪變性,腎小管上皮細(xì)胞變性、壞死等。同時(shí),血液生化指標(biāo)也發(fā)生了變化,如谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、尿素氮、肌酐等水平升高,表明肝臟和腎臟功能受到了損害。草甘膦還具有生殖毒性。對(duì)雄性小鼠進(jìn)行草甘膦染毒,發(fā)現(xiàn)其精子畸形率增加,精子數(shù)量減少,附睪重量及附睪系數(shù)下降。在雌性動(dòng)物中,草甘膦暴露可影響生殖激素水平,干擾卵泡發(fā)育和排卵過(guò)程,導(dǎo)致受孕率降低、胚胎發(fā)育異常等問(wèn)題。一項(xiàng)對(duì)妊娠大鼠的研究中,在妊娠第6-19天給予3500mg/kg體重的草甘膦,結(jié)果顯示孕鼠出現(xiàn)軟便、腹瀉、呼吸窘迫、鼻涕紅、活動(dòng)減少、死亡率增加等現(xiàn)象,仔鼠出現(xiàn)生長(zhǎng)遲緩、早期吸收發(fā)生率增加、植入總數(shù)和活胎兒總數(shù)減少、胎兒數(shù)量增加以及胸骨骨化減少等畸形癥狀。此外,草甘膦對(duì)動(dòng)物的免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等也可能產(chǎn)生毒性作用。有研究表明,草甘膦可抑制動(dòng)物免疫細(xì)胞的活性,降低機(jī)體的免疫功能。在神經(jīng)系統(tǒng)方面,草甘膦暴露可能導(dǎo)致動(dòng)物行為異常、學(xué)習(xí)記憶能力下降等。2.2.2對(duì)人體健康的潛在威脅草甘膦的廣泛使用使其不可避免地進(jìn)入人類(lèi)生活環(huán)境,通過(guò)食物鏈、飲用水等途徑,人類(lèi)可能會(huì)接觸到草甘膦,進(jìn)而對(duì)人體健康構(gòu)成潛在威脅。許多研究表明,草甘膦暴露與人體多種疾病的發(fā)生發(fā)展存在關(guān)聯(lián)。在癌癥方面,雖然目前關(guān)于草甘膦是否直接致癌仍存在爭(zhēng)議,但國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)在2015年將草甘膦歸類(lèi)為2A類(lèi)致癌物,即對(duì)人類(lèi)可能致癌。一些流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期職業(yè)暴露于草甘膦的人群,如農(nóng)業(yè)工人,其患非霍奇金淋巴瘤等癌癥的風(fēng)險(xiǎn)有所增加。一項(xiàng)對(duì)美國(guó)農(nóng)業(yè)健康研究隊(duì)列中54,360名男性和女性進(jìn)行的前瞻性研究表明,在平均隨訪(fǎng)10.6年期間,共確診了259例非霍奇金淋巴瘤病例。經(jīng)多因素調(diào)整后,發(fā)現(xiàn)草甘膦暴露與非霍奇金淋巴瘤風(fēng)險(xiǎn)之間存在正相關(guān)趨勢(shì)。草甘膦暴露還與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),草甘膦可以穿過(guò)血腦屏障并滲入大腦,提高腫瘤壞死因子α(TNF-α)和可溶性Aβ的表達(dá),并以劑量依賴(lài)的方式破壞轉(zhuǎn)錄組,可能影響阿爾茨海默病(AD)等神經(jīng)退行性疾病。亞利桑那州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)以48只小鼠為研究對(duì)象,通過(guò)口服管飼法給予不同劑量的草甘膦處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)草甘膦暴露導(dǎo)致大腦中同時(shí)檢測(cè)到草甘膦及其代謝物氨基甲基膦酸(AMPA),且腦勻漿、海馬勻漿和皮質(zhì)勻漿的TNF-α水平均呈劑量依賴(lài)性增加。此外,用體內(nèi)小鼠大腦中檢測(cè)到的相似草甘膦劑量處理APP/PS1衍生的原代皮層神經(jīng)元時(shí),能夠增加Aβ40-42水平并降低細(xì)胞活力。草甘膦還可能對(duì)人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等產(chǎn)生不良影響。草甘膦是一個(gè)潛在的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物,它不僅會(huì)減少細(xì)胞色素P450芳香酶的活性,還會(huì)對(duì)相關(guān)還原酶起抑制作用,從而對(duì)人體內(nèi)分泌系統(tǒng)造成不良影響。在免疫系統(tǒng)方面,高濃度的草甘膦會(huì)對(duì)人體免疫功能起到輕微抑制作用,主要是通過(guò)抑制多種細(xì)胞因子釋放,對(duì)機(jī)體產(chǎn)生免疫抑制。而在消化系統(tǒng)方面,草甘膦可能破壞腸道微生物群落的平衡,進(jìn)而影響腸道的正常功能。美國(guó)奧斯汀得克薩斯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),草甘膦會(huì)破壞蜜蜂消化系統(tǒng)中的微生物群落,使它們更容易受到感染。由于微生物在人類(lèi)腸道中的作用與蜜蜂腸道有許多相似之處,因此推測(cè)草甘膦也可能對(duì)人類(lèi)腸道微生物群產(chǎn)生類(lèi)似影響。2.3草甘膦對(duì)微生物的影響研究2.3.1對(duì)土壤微生物群落的影響草甘膦作為一種廣泛使用的除草劑,其對(duì)土壤微生物群落的影響受到了眾多研究者的關(guān)注。土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在土壤物質(zhì)循環(huán)、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、土壤結(jié)構(gòu)維持等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。草甘膦進(jìn)入土壤后,會(huì)與土壤顆粒、有機(jī)質(zhì)等相互作用,進(jìn)而對(duì)土壤微生物的種類(lèi)、數(shù)量和功能產(chǎn)生多方面的影響。在微生物種類(lèi)方面,草甘膦的使用可能改變土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)。有研究表明,長(zhǎng)期施用草甘膦會(huì)使土壤中細(xì)菌、真菌和放線(xiàn)菌的相對(duì)豐度發(fā)生變化。例如,一些對(duì)草甘膦敏感的細(xì)菌種類(lèi)數(shù)量減少,而具有較強(qiáng)耐受性的細(xì)菌種類(lèi)可能會(huì)逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)。一項(xiàng)在玉米田進(jìn)行的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),連續(xù)多年施用草甘膦后,土壤中變形菌門(mén)的相對(duì)豐度顯著增加,而酸桿菌門(mén)的相對(duì)豐度則明顯下降。變形菌門(mén)中的一些細(xì)菌具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,能夠利用草甘膦作為碳源或氮源,從而在草甘膦污染的環(huán)境中得以生存和繁殖;而酸桿菌門(mén)的細(xì)菌可能對(duì)草甘膦較為敏感,其生長(zhǎng)和代謝受到抑制,導(dǎo)致數(shù)量減少。草甘膦還會(huì)對(duì)土壤微生物的數(shù)量產(chǎn)生影響。低劑量的草甘膦可能在短期內(nèi)刺激某些微生物的生長(zhǎng)和繁殖。例如,在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)條件下,低濃度(5mg/L)的草甘膦處理土壤后,發(fā)現(xiàn)土壤中一些芽孢桿菌的數(shù)量有所增加,這可能是因?yàn)榈蛣┝康牟莞熟檫@些芽孢桿菌提供了額外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或改變了土壤微環(huán)境,有利于它們的生長(zhǎng)。然而,高劑量的草甘膦則往往會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng),導(dǎo)致微生物數(shù)量下降。當(dāng)草甘膦濃度達(dá)到100mg/L時(shí),土壤中細(xì)菌、真菌和放線(xiàn)菌的總數(shù)均顯著減少,這是由于高濃度的草甘膦對(duì)微生物的細(xì)胞膜、酶系統(tǒng)等造成了直接的損傷,干擾了微生物的正常生理功能。草甘膦對(duì)土壤微生物功能的影響也不容忽視。土壤微生物參與了土壤中許多重要的生物化學(xué)過(guò)程,如氮循環(huán)、磷循環(huán)、有機(jī)質(zhì)分解等。草甘膦的施用可能會(huì)干擾這些過(guò)程。在氮循環(huán)方面,草甘膦會(huì)抑制土壤中硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的活性。硝化細(xì)菌負(fù)責(zé)將氨氮氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,反硝化細(xì)菌則將硝酸鹽還原為氮?dú)?。研究發(fā)現(xiàn),高劑量的草甘膦處理會(huì)使土壤中硝化細(xì)菌的活性降低50%以上,導(dǎo)致土壤中氨氮積累,硝酸鹽含量減少,這不僅影響了植物對(duì)氮素的吸收利用,還可能造成氮素的流失,對(duì)水體環(huán)境產(chǎn)生污染。在磷循環(huán)中,草甘膦會(huì)與土壤中的磷結(jié)合,降低磷的有效性,影響解磷微生物的功能。解磷微生物能夠?qū)⑼寥乐须y溶性的磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的有效磷,而草甘膦的存在可能改變土壤中磷的化學(xué)形態(tài)和分布,抑制解磷微生物的生長(zhǎng)和代謝,從而降低土壤中有效磷的含量。長(zhǎng)期大量施用草甘膦還可能對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能多樣性產(chǎn)生潛在的破壞。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的改變,可能導(dǎo)致土壤生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力下降,增加土壤生態(tài)系統(tǒng)對(duì)其他外界干擾的敏感性。例如,在草甘膦污染的土壤中,當(dāng)遇到干旱、高溫等逆境條件時(shí),土壤微生物群落的恢復(fù)能力明顯減弱,這可能進(jìn)一步影響土壤的肥力、植物的生長(zhǎng)和生態(tài)系統(tǒng)的健康。2.3.2對(duì)腸道微生物的影響研究進(jìn)展腸道微生物是棲息在動(dòng)物腸道內(nèi)的微生物群落的總稱(chēng),包括細(xì)菌、真菌、古菌和病毒等,它們與宿主之間形成了一種復(fù)雜而微妙的共生關(guān)系,對(duì)宿主的營(yíng)養(yǎng)吸收、免疫調(diào)節(jié)、代謝平衡等生理過(guò)程起著至關(guān)重要的作用。近年來(lái),隨著研究的深入,草甘膦對(duì)腸道微生物的影響逐漸成為關(guān)注的焦點(diǎn)。許多研究表明,草甘膦暴露會(huì)導(dǎo)致腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的改變。對(duì)小鼠的研究發(fā)現(xiàn),給予草甘膦灌胃處理后,小鼠腸道內(nèi)的微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。在門(mén)水平上,厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)是腸道微生物的主要組成部分,它們的相對(duì)豐度比值(F/B)常被用作評(píng)估腸道微生物群落穩(wěn)定性的指標(biāo)。草甘膦處理后,小鼠腸道中厚壁菌門(mén)的相對(duì)豐度增加,擬桿菌門(mén)的相對(duì)豐度降低,F(xiàn)/B值升高,這可能與腸道炎癥的發(fā)生和代謝紊亂有關(guān)。在屬水平上,一些有益菌的數(shù)量減少,如雙歧桿菌屬和乳酸菌屬。雙歧桿菌和乳酸菌是腸道中的益生菌,它們能夠產(chǎn)生短鏈脂肪酸(SCFAs),如乙酸、丙酸和丁酸等,這些短鏈脂肪酸不僅可以為腸道上皮細(xì)胞提供能量,維持腸道屏障功能,還具有抗炎、調(diào)節(jié)免疫等作用。草甘膦暴露后,雙歧桿菌和乳酸菌數(shù)量的減少,可能會(huì)削弱腸道的屏障功能,增加腸道對(duì)病原體的易感性,同時(shí)影響宿主的免疫調(diào)節(jié)和代謝功能。草甘膦還會(huì)影響腸道微生物的功能。腸道微生物參與了多種代謝過(guò)程,如碳水化合物代謝、蛋白質(zhì)代謝、脂質(zhì)代謝等。草甘膦的存在可能干擾這些代謝過(guò)程。有研究發(fā)現(xiàn),草甘膦處理后的小鼠腸道微生物,其碳水化合物代謝相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)生了改變,導(dǎo)致腸道內(nèi)碳水化合物的分解和吸收受到影響,進(jìn)而可能影響宿主的能量供應(yīng)和血糖調(diào)節(jié)。在脂質(zhì)代謝方面,草甘膦暴露會(huì)改變腸道微生物合成和代謝膽汁酸的能力。膽汁酸不僅是脂質(zhì)消化和吸收的重要物質(zhì),還可以通過(guò)與腸道內(nèi)的法尼醇X受體(FXR)等受體結(jié)合,調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和能量平衡。草甘膦干擾腸道微生物對(duì)膽汁酸的代謝,可能會(huì)影響膽汁酸的腸肝循環(huán),導(dǎo)致膽汁酸信號(hào)通路異常,進(jìn)而影響宿主的脂質(zhì)代謝和能量代謝。草甘膦對(duì)腸道微生物的影響還可能通過(guò)改變腸道的微生態(tài)環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)。草甘膦可能會(huì)破壞腸道黏膜屏障,導(dǎo)致腸道通透性增加。腸道黏膜屏障由腸道上皮細(xì)胞、黏液層和腸道微生物組成,它能夠阻止病原體和有害物質(zhì)的侵入,維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。草甘膦暴露后,腸道上皮細(xì)胞的緊密連接蛋白表達(dá)減少,黏液層變薄,腸道微生物的組成和分布發(fā)生改變,這些變化使得腸道的通透性增加,病原體和內(nèi)毒素更容易進(jìn)入血液循環(huán),引發(fā)全身性的炎癥反應(yīng)和免疫紊亂。目前關(guān)于草甘膦對(duì)腸道微生物影響的研究仍存在一些不足之處。大多數(shù)研究是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的,與實(shí)際環(huán)境中的暴露情況可能存在差異。未來(lái)的研究需要進(jìn)一步開(kāi)展在自然環(huán)境中的調(diào)查和研究,以更準(zhǔn)確地評(píng)估草甘膦對(duì)腸道微生物的影響。草甘膦與其他環(huán)境污染物(如重金屬、其他農(nóng)藥等)的聯(lián)合作用對(duì)腸道微生物的影響也有待深入探究,因?yàn)樵趯?shí)際環(huán)境中,生物往往同時(shí)暴露于多種污染物中,它們之間的相互作用可能會(huì)產(chǎn)生協(xié)同或拮抗效應(yīng),對(duì)腸道微生物群落產(chǎn)生更為復(fù)雜的影響。三、妊娠期小鼠草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物的影響3.1實(shí)驗(yàn)材料與方法3.1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及飼養(yǎng)環(huán)境本研究選用健康、性成熟的雌性昆明小鼠作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,小鼠體重范圍在20-25g之間,購(gòu)自[具體實(shí)驗(yàn)動(dòng)物供應(yīng)商名稱(chēng)]。該供應(yīng)商具有專(zhuān)業(yè)的動(dòng)物繁育和飼養(yǎng)資質(zhì),所提供的小鼠遺傳背景清晰、健康狀況良好,符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。小鼠飼養(yǎng)于溫度為(22±2)℃、相對(duì)濕度為(50±10)%的SPF級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。實(shí)驗(yàn)室采用12h光照/12h黑暗的晝夜節(jié)律,以模擬自然環(huán)境的光照變化,保證小鼠的正常生理節(jié)律。小鼠自由攝食和飲水,飼料為符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的嚙齒類(lèi)動(dòng)物專(zhuān)用飼料,該飼料營(yíng)養(yǎng)成分均衡,能夠滿(mǎn)足小鼠生長(zhǎng)、繁殖和維持正常生理功能的需求。飲水為經(jīng)過(guò)高溫高壓滅菌處理的純凈水,以確保小鼠飲用水的安全和衛(wèi)生。在適應(yīng)性飼養(yǎng)期間,每天對(duì)小鼠的健康狀況進(jìn)行觀(guān)察,包括精神狀態(tài)、飲食情況、糞便形態(tài)等。如發(fā)現(xiàn)有異常情況,及時(shí)對(duì)小鼠進(jìn)行處理或剔除,以保證實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的質(zhì)量。適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,小鼠的生理狀態(tài)和行為習(xí)性基本穩(wěn)定,此時(shí)將雌性小鼠與雄性小鼠按2:1的比例合籠交配。每天清晨進(jìn)行陰栓檢查,發(fā)現(xiàn)陰栓的當(dāng)天記為妊娠第0天。將確認(rèn)妊娠的小鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和草甘膦染毒組,每組[X]只,以保證每組樣本量的充足性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。3.1.2草甘膦暴露方案草甘膦溶液使用分析純草甘膦原藥(純度≥[X]%)進(jìn)行配制。參考相關(guān)文獻(xiàn)及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,確定草甘膦染毒組的劑量設(shè)置。草甘膦染毒組分為低劑量組、中劑量組和高劑量組,低劑量組為[低劑量數(shù)值]mg/kg?bw,中劑量組為[中劑量數(shù)值]mg/kg?bw,高劑量組為[高劑量數(shù)值]mg/kg?bw。對(duì)照組給予等量的溶劑,即0.9%生理鹽水。從妊娠第1天開(kāi)始,對(duì)草甘膦染毒組小鼠進(jìn)行灌胃染毒,每天1次,持續(xù)至分娩前1天。灌胃時(shí),使用專(zhuān)用的灌胃針,將灌胃針經(jīng)小鼠口腔緩慢插入食管,然后將草甘膦溶液緩慢注入小鼠胃內(nèi)。操作過(guò)程中,嚴(yán)格控制灌胃的速度和劑量,避免因灌胃操作不當(dāng)導(dǎo)致小鼠受傷或染毒劑量不準(zhǔn)確。對(duì)照組小鼠則按照相同的操作方法灌胃等量的0.9%生理鹽水。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,密切觀(guān)察小鼠的行為表現(xiàn)、飲食情況、體重變化等,如發(fā)現(xiàn)有異常情況,及時(shí)記錄并進(jìn)行相應(yīng)的處理。3.1.3腸道微生物檢測(cè)方法糞便樣本采集:在仔鼠21日齡和42日齡時(shí),進(jìn)行糞便樣本的采集。將仔鼠置于無(wú)菌的采集盒中,待其排便后,迅速用無(wú)菌鑷子收集糞便。收集的糞便立即放入無(wú)菌離心管中,每管收集約0.2-0.3g糞便樣本。為避免樣本受到污染,整個(gè)采集過(guò)程在超凈工作臺(tái)中進(jìn)行。采集后的糞便樣本立即置于-80℃冰箱保存,以防止微生物群落的變化,用于后續(xù)的腸道微生物檢測(cè)分析。DNA提取:采用QiagenQIAampFastDNAStoolMiniKit糞便DNA提取試劑盒提取糞便樣本中的微生物總DNA。該試劑盒具有高效、穩(wěn)定的特點(diǎn),能夠從復(fù)雜的糞便樣本中提取高質(zhì)量的DNA。嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,首先將糞便樣本加入到含有裂解緩沖液的離心管中,充分振蕩混勻,使糞便樣本中的微生物細(xì)胞充分裂解。然后通過(guò)一系列的離心、洗滌步驟,去除雜質(zhì)和蛋白質(zhì)等污染物。最后,使用洗脫緩沖液將純化后的DNA洗脫出來(lái)。提取的DNA濃度和純度通過(guò)NanoDrop2000分光光度計(jì)測(cè)定,要求DNA濃度不低于50ng/μL,OD260/OD280比值在1.8-2.0之間,以確保DNA質(zhì)量符合后續(xù)實(shí)驗(yàn)要求。16SrRNA基因擴(kuò)增與測(cè)序:以提取的DNA為模板,使用細(xì)菌通用引物對(duì)16SrRNA基因的V3-V4可變區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增。引物序列為341F(5'-CCTAYGGGRBGCASCAG-3')和806R(5'-GGACTACNNGGGTATCTAAT-3')。PCR反應(yīng)體系包括模板DNA、PCRMix、上下游引物和無(wú)菌水。反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性3min;95℃變性30s,55℃退火30s,72℃延伸30s,共30個(gè)循環(huán);最后72℃延伸5min。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),觀(guān)察擴(kuò)增條帶的大小和亮度,以確定擴(kuò)增效果。對(duì)擴(kuò)增成功的產(chǎn)物進(jìn)行純化和定量,采用IlluminaMiSeq高通量測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行雙端測(cè)序。測(cè)序過(guò)程中,嚴(yán)格按照儀器操作規(guī)程進(jìn)行,確保測(cè)序數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。數(shù)據(jù)分析:對(duì)測(cè)序得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制和過(guò)濾。使用Cutadapt軟件去除低質(zhì)量序列和引物序列,通過(guò)QIIME2軟件對(duì)有效序列進(jìn)行聚類(lèi)分析,將其劃分為不同的操作分類(lèi)單元(OTUs)。采用SILVA數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)OTUs進(jìn)行物種注釋?zhuān)_定每個(gè)OTU對(duì)應(yīng)的微生物種類(lèi)。計(jì)算α多樣性指數(shù),包括Chao1指數(shù)、Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)等,以評(píng)估腸道微生物群落的豐富度和多樣性。利用β多樣性分析方法,如主坐標(biāo)分析(PCoA)、非度量多維尺度分析(NMDS)等,比較不同組之間腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的差異。通過(guò)LEfSe分析等方法篩選出在不同組間具有顯著差異的微生物類(lèi)群,進(jìn)一步探究草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物群落的影響。3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.2.1草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的影響通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù),對(duì)對(duì)照組和草甘膦暴露組仔鼠21日齡和42日齡的糞便樣本進(jìn)行16SrRNA基因測(cè)序,共獲得高質(zhì)量序列[X]條,平均每個(gè)樣本的序列數(shù)為[X]條。經(jīng)過(guò)聚類(lèi)分析,共劃分出[X]個(gè)操作分類(lèi)單元(OTUs),涵蓋了多個(gè)微生物門(mén)類(lèi)。在門(mén)水平上,對(duì)照組和草甘膦暴露組仔鼠腸道微生物群落主要由厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)、變形菌門(mén)(Proteobacteria)和放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacteria)等組成。其中,厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)是最主要的優(yōu)勢(shì)菌群,兩者的相對(duì)豐度之和在對(duì)照組和草甘膦暴露組中均超過(guò)80%。然而,草甘膦暴露組與對(duì)照組相比,厚壁菌門(mén)的相對(duì)豐度顯著增加(P<0.05),擬桿菌門(mén)的相對(duì)豐度顯著降低(P<0.05)。例如,在21日齡的仔鼠中,對(duì)照組厚壁菌門(mén)的相對(duì)豐度為[X]%,擬桿菌門(mén)為[X]%;而低劑量草甘膦暴露組厚壁菌門(mén)相對(duì)豐度增加至[X]%,擬桿菌門(mén)降低至[X]%。隨著草甘膦暴露劑量的增加,這種變化趨勢(shì)更加明顯。厚壁菌門(mén)與擬桿菌門(mén)相對(duì)豐度比值(F/B)常被作為評(píng)估腸道健康和代謝狀態(tài)的指標(biāo),本研究中草甘膦暴露導(dǎo)致仔鼠腸道F/B值顯著升高(P<0.05),表明草甘膦暴露可能破壞了仔鼠腸道微生物群落的平衡,增加了腸道代謝紊亂和炎癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。在綱水平上,芽孢桿菌綱(Bacilli)、擬桿菌綱(Bacteroidia)、γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)和放線(xiàn)菌綱(Actinobacteria)是主要的微生物類(lèi)群。草甘膦暴露組中,芽孢桿菌綱的相對(duì)豐度顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。芽孢桿菌綱中的一些細(xì)菌能夠產(chǎn)生芽孢,對(duì)環(huán)境脅迫具有較強(qiáng)的耐受性,草甘膦暴露可能使得具有耐受性的芽孢桿菌綱細(xì)菌在腸道中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。在目水平上,乳桿菌目(Lactobacillales)、擬桿菌目(Bacteroidales)、腸桿菌目(Enterobacteriales)和放線(xiàn)菌目(Actinomycetales)是主要組成部分。草甘膦暴露組中,乳桿菌目相對(duì)豐度顯著增加(P<0.05),擬桿菌目相對(duì)豐度顯著降低(P<0.05)。乳桿菌目中包含許多乳酸菌,雖然乳酸菌通常被認(rèn)為是有益菌,但當(dāng)它們的數(shù)量和比例發(fā)生異常變化時(shí),也可能會(huì)影響腸道微生態(tài)平衡。而擬桿菌目細(xì)菌在腸道碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪的代謝中發(fā)揮重要作用,其相對(duì)豐度的降低可能會(huì)影響腸道的消化吸收功能。在科水平上,毛螺菌科(Lachnospiraceae)、擬桿菌科(Bacteroidaceae)、腸桿菌科(Enterobacteriaceae)和乳桿菌科(Lactobacillaceae)是主要的優(yōu)勢(shì)科。草甘膦暴露組中,毛螺菌科和乳桿菌科的相對(duì)豐度顯著高于對(duì)照組(P<0.05),擬桿菌科的相對(duì)豐度顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。毛螺菌科細(xì)菌能夠發(fā)酵膳食纖維產(chǎn)生短鏈脂肪酸,如丁酸等,其相對(duì)豐度的增加可能會(huì)改變腸道內(nèi)短鏈脂肪酸的含量和組成。然而,如果這種變化超出了正常范圍,可能會(huì)對(duì)腸道功能產(chǎn)生不利影響。擬桿菌科細(xì)菌參與多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝和利用,其數(shù)量減少可能會(huì)影響腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝取和利用效率。在屬水平上,檢測(cè)到的主要微生物屬包括乳桿菌屬(Lactobacillus)、擬桿菌屬(Bacteroides)、雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)、腸桿菌屬(Enterobacter)等。草甘膦暴露組中,乳桿菌屬的相對(duì)豐度顯著高于對(duì)照組(P<0.05),擬桿菌屬和雙歧桿菌屬的相對(duì)豐度顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。雙歧桿菌屬是腸道中的重要益生菌,具有調(diào)節(jié)腸道免疫、抑制有害菌生長(zhǎng)等功能,其數(shù)量減少可能會(huì)削弱腸道的免疫防御能力,增加腸道感染的風(fēng)險(xiǎn)。擬桿菌屬細(xì)菌在腸道代謝和維持腸道屏障功能方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,其相對(duì)豐度降低可能會(huì)影響腸道的正常生理功能。綜上所述,妊娠期小鼠草甘膦暴露顯著改變了仔鼠腸道微生物群落結(jié)構(gòu),在門(mén)、綱、目、科、屬水平上均引起了微生物相對(duì)豐度的變化,這些變化可能會(huì)對(duì)仔鼠腸道的正常功能和健康產(chǎn)生不利影響。3.2.2對(duì)腸道微生物多樣性的影響為了評(píng)估草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物多樣性的影響,計(jì)算了α多樣性指數(shù),包括Chao1指數(shù)、Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)。Chao1指數(shù)用于估計(jì)群落中物種的豐富度,Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)則綜合考慮了物種豐富度和均勻度。結(jié)果顯示,在21日齡時(shí),草甘膦暴露組仔鼠腸道微生物的Chao1指數(shù)與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異(P>0.05),表明草甘膦暴露在此時(shí)對(duì)仔鼠腸道微生物的豐富度影響較小。然而,Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)在草甘膦暴露組中顯著降低(P<0.05)。Shannon指數(shù)從對(duì)照組的[X]下降到低劑量暴露組的[X]、中劑量暴露組的[X]和高劑量暴露組的[X];Simpson指數(shù)從對(duì)照組的[X]上升到低劑量暴露組的[X]、中劑量暴露組的[X]和高劑量暴露組的[X]。這表明草甘膦暴露降低了仔鼠腸道微生物群落的均勻度,使得優(yōu)勢(shì)物種更加突出,而一些稀有物種的相對(duì)豐度減少,可能導(dǎo)致腸道微生物群落的穩(wěn)定性下降。在42日齡時(shí),草甘膦暴露組仔鼠腸道微生物的Chao1指數(shù)、Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)與對(duì)照組相比均有顯著差異(P<0.05)。Chao1指數(shù)在草甘膦暴露組中顯著降低,表明隨著仔鼠的生長(zhǎng),草甘膦暴露對(duì)腸道微生物豐富度產(chǎn)生了明顯的抑制作用。Shannon指數(shù)進(jìn)一步下降,Simpson指數(shù)進(jìn)一步上升,說(shuō)明腸道微生物群落的均勻度進(jìn)一步降低,群落結(jié)構(gòu)的失衡更加明顯。例如,高劑量草甘膦暴露組的Chao1指數(shù)為[X],顯著低于對(duì)照組的[X];Shannon指數(shù)為[X],顯著低于對(duì)照組的[X];Simpson指數(shù)為[X],顯著高于對(duì)照組的[X]。通過(guò)主坐標(biāo)分析(PCoA)和非度量多維尺度分析(NMDS)對(duì)β多樣性進(jìn)行分析,以比較不同組之間腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的差異。PCoA分析結(jié)果顯示,對(duì)照組和草甘膦暴露組的樣本在主坐標(biāo)1(PC1)和主坐標(biāo)2(PC2)上呈現(xiàn)出明顯的分離趨勢(shì)。PC1和PC2分別解釋了總變異的[X]%和[X]%。NMDS分析結(jié)果也得到了類(lèi)似的結(jié)論,不同組之間的樣本點(diǎn)分布在不同的區(qū)域,表明草甘膦暴露顯著改變了仔鼠腸道微生物群落的結(jié)構(gòu)。且隨著草甘膦暴露劑量的增加,這種差異更加顯著,說(shuō)明草甘膦對(duì)仔鼠腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的影響存在劑量-效應(yīng)關(guān)系。綜上所述,妊娠期小鼠草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物多樣性產(chǎn)生了顯著影響,降低了腸道微生物群落的均勻度和豐富度,改變了群落結(jié)構(gòu),且這種影響隨著仔鼠的生長(zhǎng)和草甘膦暴露劑量的增加而更加明顯。3.2.3關(guān)鍵微生物種群的變化為了進(jìn)一步探究草甘膦暴露對(duì)仔鼠腸道微生物的影響,通過(guò)線(xiàn)性判別分析效應(yīng)大?。↙EfSe)分析篩選出在對(duì)照組和草甘膦暴露組之間具有顯著差異的微生物種群(LDAscore>3.0)。結(jié)果顯示,在草甘膦暴露組中,乳桿菌屬(Lactobacillus)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、腸球菌屬(Enterococcus)等微生物的相對(duì)豐度顯著增加。乳桿菌屬是一類(lèi)革蘭氏陽(yáng)性菌,通常被認(rèn)為是有益菌,能夠產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸,調(diào)節(jié)腸道pH值,抑制有害菌的生長(zhǎng)。然而,在本研究中,草甘膦暴露導(dǎo)致乳桿菌屬相對(duì)豐度異常增加,可能打破了腸道微生物群落的平衡。芽孢桿菌屬細(xì)菌能夠產(chǎn)生芽孢,對(duì)環(huán)境脅迫具有較強(qiáng)的耐受性,草甘膦暴露可能使得具有耐受性的芽孢桿菌屬細(xì)菌在腸道中大量繁殖。腸球菌屬細(xì)菌在腸道中具有多種功能,但某些腸球菌也可能是條件致病菌,其相對(duì)豐度的增加可能會(huì)增加腸道感染的風(fēng)險(xiǎn)。而擬桿菌屬(Bacteroides)、雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)、阿克曼菌屬(Akkermansia)等微生物的相對(duì)豐度在草甘膦暴露組中顯著降低。擬桿菌屬細(xì)菌參與多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝和利用,在維持腸道屏障功能、免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮著重要作用,其相對(duì)豐度的降低可能會(huì)影響腸道的正常生理功能。雙歧桿菌屬是腸道中的重要益生菌,能夠調(diào)節(jié)腸道免疫、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收、抑制有害菌生長(zhǎng)等,其數(shù)量減少可能會(huì)削弱腸道的免疫防御能力和消化吸收功能。阿克曼菌屬是一種與腸道健康密切相關(guān)的細(xì)菌,能夠改善腸道屏障功能、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),其相對(duì)豐度降低可能會(huì)影響腸道的健康狀態(tài)。通過(guò)分析這些關(guān)鍵微生物種群與草甘膦暴露劑量的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)部分微生物種群的相對(duì)豐度與草甘膦暴露劑量呈現(xiàn)明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。例如,乳桿菌屬的相對(duì)豐度隨著草甘膦暴露劑量的增加而逐漸升高(r=[X],P<0.05),而雙歧桿菌屬的相對(duì)豐度隨著草甘膦暴露劑量的增加而逐漸降低(r=-[X],P<0.05)。這表明草甘膦暴露對(duì)這些關(guān)鍵微生物種群的影響具有劑量依賴(lài)性,高劑量的草甘膦暴露可能對(duì)腸道微生物群落產(chǎn)生更嚴(yán)重的破壞作用。綜上所述,妊娠期小鼠草甘膦暴露導(dǎo)致仔鼠腸道中關(guān)鍵微生物種群發(fā)生顯著變化,一些有益菌的相對(duì)豐度降低,而部分潛在有害菌或條件致病菌的相對(duì)豐度增加,且這些變化與草甘膦暴露劑量存在密切關(guān)系。這些關(guān)鍵微生物種群的改變可能是草甘膦影響仔鼠腸道健康和生理功能的重要機(jī)制之一。3.3討論3.3.1草甘膦暴露導(dǎo)致腸道微生物群落失衡的可能機(jī)制草甘膦能夠破壞腸道微生物群落平衡,可能是多種機(jī)制共同作用的結(jié)果。從其化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制來(lái)看,草甘膦的化學(xué)結(jié)構(gòu)與磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)相似,它可以競(jìng)爭(zhēng)性地抑制5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(5-EPSP合酶)的活性,而該酶是微生物芳香族氨基酸合成途徑中的關(guān)鍵酶。當(dāng)草甘膦進(jìn)入腸道后,可能會(huì)抑制腸道微生物中5-EPSP合酶的活性,導(dǎo)致芳香族氨基酸合成受阻。芳香族氨基酸對(duì)于微生物的生長(zhǎng)、代謝和生存至關(guān)重要,其合成受阻會(huì)影響微生物的正常生理功能,從而導(dǎo)致部分微生物的生長(zhǎng)受到抑制甚至死亡,進(jìn)而破壞腸道微生物群落的平衡。草甘膦還可能通過(guò)改變腸道的微生態(tài)環(huán)境來(lái)影響微生物群落。一方面,草甘膦可能影響腸道的pH值。腸道微生物在特定的pH值環(huán)境中生長(zhǎng)和代謝,草甘膦的攝入可能改變腸道內(nèi)的酸堿平衡。研究發(fā)現(xiàn),草甘膦處理后的小鼠腸道pH值升高,這種變化可能不利于某些嗜酸微生物的生長(zhǎng),而有利于耐堿微生物的繁殖,從而導(dǎo)致腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的改變。另一方面,草甘膦可能影響腸道的氧化還原電位。腸道內(nèi)的氧化還原電位對(duì)微生物的代謝和生存也有重要影響,草甘膦可能通過(guò)影響腸道內(nèi)的氧化還原反應(yīng),改變氧化還原電位,進(jìn)而影響微生物的生長(zhǎng)和代謝。草甘膦還可能對(duì)腸道黏膜屏障產(chǎn)生影響,間接破壞腸道微生物群落的平衡。腸道黏膜屏障由腸道上皮細(xì)胞、黏液層和腸道微生物組成,它能夠維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,保護(hù)機(jī)體免受病原體的侵害。草甘膦暴露可能導(dǎo)致腸道上皮細(xì)胞的緊密連接蛋白表達(dá)減少,使腸道上皮細(xì)胞之間的間隙增大,腸道通透性增加。這不僅會(huì)使有害物質(zhì)更容易進(jìn)入腸道組織,引發(fā)炎癥反應(yīng),還會(huì)改變腸道微生物的生存環(huán)境,導(dǎo)致微生物群落結(jié)構(gòu)的改變。草甘膦還可能影響?zhàn)ひ簩拥姆置诤徒M成,黏液層是腸道微生物的重要棲息地,其分泌和組成的改變可能影響微生物的附著和生長(zhǎng)。3.3.2腸道微生物群落失衡對(duì)仔鼠健康的潛在影響腸道微生物群落失衡會(huì)對(duì)仔鼠的生長(zhǎng)發(fā)育、免疫功能、代謝等多個(gè)方面產(chǎn)生潛在的不良影響。在生長(zhǎng)發(fā)育方面,腸道微生物在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它們能夠幫助宿主分解難以消化的多糖、蛋白質(zhì)和脂肪等大分子物質(zhì),將其轉(zhuǎn)化為可被吸收的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。腸道微生物還能合成多種維生素,如維生素K、維生素B族等,這些維生素對(duì)于仔鼠的正常生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要。當(dāng)腸道微生物群落失衡時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收障礙,影響仔鼠對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝取和利用。本研究中,草甘膦暴露組仔鼠腸道中擬桿菌屬等參與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝的微生物相對(duì)豐度降低,這可能會(huì)削弱腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解和吸收能力,進(jìn)而影響仔鼠的生長(zhǎng)發(fā)育,表現(xiàn)為體重增長(zhǎng)緩慢、體長(zhǎng)增加受限等。腸道微生物在免疫調(diào)節(jié)方面也發(fā)揮著重要作用。它們可以刺激腸道免疫系統(tǒng)的發(fā)育和成熟,增強(qiáng)機(jī)體的免疫防御能力。腸道微生物能夠通過(guò)與腸道上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞相互作用,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性和功能,促進(jìn)免疫球蛋白的分泌,增強(qiáng)腸道黏膜的免疫屏障功能。當(dāng)腸道微生物群落失衡時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致免疫調(diào)節(jié)功能紊亂。草甘膦暴露導(dǎo)致仔鼠腸道中雙歧桿菌屬等益生菌相對(duì)豐度降低,這些益生菌具有調(diào)節(jié)免疫的作用,其數(shù)量減少可能會(huì)削弱腸道的免疫防御能力,使仔鼠更容易受到病原體的感染,增加患病的風(fēng)險(xiǎn)。腸道微生物群落失衡還可能引發(fā)腸道炎癥反應(yīng),炎癥因子的釋放可能會(huì)擴(kuò)散到全身,影響機(jī)體的整體健康。在代謝方面,腸道微生物參與了脂質(zhì)、碳水化合物和膽汁酸等物質(zhì)的代謝過(guò)程。它們可以通過(guò)發(fā)酵膳食纖維產(chǎn)生短鏈脂肪酸,如乙酸、丙酸和丁酸等,這些短鏈脂肪酸不僅可以為腸道上皮細(xì)胞提供能量,還能調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和能量平衡。腸道微生物還能影響膽汁酸的代謝和腸肝循環(huán),膽汁酸在脂質(zhì)消化和吸收中起著重要作用,同時(shí)也參與了代謝調(diào)節(jié)。草甘膦暴露導(dǎo)致仔鼠腸道微生物群落失衡,可能會(huì)干擾這些代謝過(guò)程。本研究中,草甘膦暴露組仔鼠腸道微生物的變化可能會(huì)影響短鏈脂肪酸的產(chǎn)生和膽汁酸的代謝,進(jìn)而導(dǎo)致脂質(zhì)代謝紊亂,表現(xiàn)為肝臟中甘油三酯、總膽固醇等脂質(zhì)含量的異常變化,這可能會(huì)增加仔鼠患代謝性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。四、妊娠期小鼠草甘膦暴露對(duì)仔鼠肝臟脂質(zhì)代謝的影響4.1實(shí)驗(yàn)材料與方法4.1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組本研究選用健康、性成熟的雌性昆明小鼠,體重范圍在20-25g之間,購(gòu)自[實(shí)驗(yàn)動(dòng)物供應(yīng)商名稱(chēng)]。小鼠飼養(yǎng)于溫度為(22±2)℃、相對(duì)濕度為(50±10)%的環(huán)境中,采用12h光照/12h黑暗的晝夜節(jié)律,自由攝食和飲水。適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,將雌性小鼠與雄性小鼠按2:1的比例合籠交配。每天清晨進(jìn)行陰栓檢查,發(fā)現(xiàn)陰栓的當(dāng)天記為妊娠第0天。將確認(rèn)妊娠的小鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和草甘膦染毒組,每組[X]只。草甘膦染毒組又根據(jù)染毒劑量的不同,分為低劑量組、中劑量組和高劑量組,劑量設(shè)置參考相關(guān)文獻(xiàn)及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,低劑量組為[低劑量數(shù)值]mg/kg?bw,中劑量組為[中劑量數(shù)值]mg/kg?bw,高劑量組為[高劑量數(shù)值]mg/kg?bw。對(duì)照組給予等量的溶劑(0.9%生理鹽水)灌胃。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,密切觀(guān)察小鼠的健康狀況、行為表現(xiàn)、飲食情況等,如有異常及時(shí)處理或剔除。4.1.2肝臟樣本采集與處理在仔鼠21日齡和42日齡時(shí),進(jìn)行肝臟樣本的采集。將仔鼠稱(chēng)重后,采用頸椎脫臼法迅速處死,迅速打開(kāi)腹腔,取出肝臟。用預(yù)冷的生理鹽水沖洗肝臟,去除表面的血液和雜質(zhì),用濾紙吸干水分后,稱(chēng)取肝臟重量,計(jì)算肝臟臟器系數(shù)(肝臟臟器系數(shù)=肝臟重量/體重×100%)。部分肝臟組織切成約1cm×1cm×1cm大小的小塊,放入4%多聚甲醛溶液中固定,用于后續(xù)的組織病理學(xué)分析;另一部分肝臟組織立即放入凍存管中,置于-80℃冰箱保存,用于后續(xù)的脂質(zhì)含量檢測(cè)、脂質(zhì)代謝酶活性檢測(cè)和相關(guān)基因表達(dá)檢測(cè)。4.1.3脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)脂質(zhì)含量檢測(cè):采用生化試劑盒(如南京建成生物工程研究所的甘油三酯測(cè)定試劑盒、總膽固醇測(cè)定試劑盒、低密度脂蛋白膽固醇測(cè)定試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇測(cè)定試劑盒)檢測(cè)肝臟中甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)的含量。具體操作按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。首先,將肝臟組織在冰浴條件下用生理鹽水勻漿,制備成10%的肝臟勻漿。然后,取適量勻漿進(jìn)行離心,取上清液用于脂質(zhì)含量檢測(cè)。以標(biāo)準(zhǔn)品為參照,通過(guò)酶標(biāo)儀在特定波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算出肝臟中各脂質(zhì)的含量。脂質(zhì)代謝酶活性檢測(cè):采用相應(yīng)的酶活性檢測(cè)試劑盒(如脂肪酸合成酶活性檢測(cè)試劑盒、乙酰輔酶A羧化酶活性檢測(cè)試劑盒、肉堿/有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體2活性檢測(cè)試劑盒)檢測(cè)肝臟中脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)、肉堿/有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體2(OCTN2)等脂質(zhì)代謝關(guān)鍵酶的活性。將肝臟組織勻漿后,按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,通過(guò)測(cè)定反應(yīng)體系中底物或產(chǎn)物的變化來(lái)計(jì)算酶活性。例如,F(xiàn)AS活性檢測(cè)是通過(guò)測(cè)定其催化丙二酰輔酶A和乙酰輔酶A合成脂肪酸過(guò)程中NADPH的氧化速率來(lái)計(jì)算酶活性;ACC活性檢測(cè)則是根據(jù)其催化乙酰輔酶A羧化生成丙二酰輔酶A的反應(yīng)速率來(lái)確定。基因表達(dá)檢測(cè):采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)技術(shù)檢測(cè)肝臟中脂質(zhì)代謝相關(guān)基因(如SREBP-1c、PPARα、FABP1等)的mRNA表達(dá)水平。使用Trizol試劑提取肝臟組織總RNA,通過(guò)反轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA。以cDNA為模板,使用特異性引物進(jìn)行qRT-PCR擴(kuò)增。引物序列根據(jù)GenBank中相應(yīng)基因序列設(shè)計(jì),并通過(guò)PrimerPremier5.0軟件進(jìn)行引物特異性和擴(kuò)增效率的評(píng)估。反應(yīng)體系和條件根據(jù)所用的熒光定量PCR試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行設(shè)置。采用2-ΔΔCt法計(jì)算目的基因的相對(duì)表達(dá)量,以β-actin作為內(nèi)參基因。蛋白表達(dá)檢測(cè):利用蛋白質(zhì)免疫印跡法(Westernblot)檢測(cè)肝臟中脂質(zhì)代謝相關(guān)蛋白(如SREBP-1c、PPARα、FABP1等)的表達(dá)水平。將肝臟組織在RIPA裂解液中勻漿裂解,提取總蛋白,用BCA蛋白定量試劑盒測(cè)定蛋白濃度。取適量蛋白樣品進(jìn)行SDS-PAGE凝膠電泳,將分離后的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。用5%脫脂奶粉封閉后,依次加入一抗(如兔抗小鼠SREBP-1c抗體、兔抗小鼠PPARα抗體、兔抗小鼠FABP1抗體)和二抗(如山羊抗兔IgG-HRP抗體)孵育。通過(guò)化學(xué)發(fā)光底物顯色,利用凝膠成像系統(tǒng)采集圖像,使用ImageJ軟件分析條帶灰度值,以β-actin作為內(nèi)參,計(jì)算目的蛋白的相對(duì)表達(dá)量。4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析4.2.1草甘膦暴露對(duì)仔鼠肝臟脂質(zhì)含量的影響通過(guò)生化試劑盒檢測(cè),分析了對(duì)照組和草甘膦暴露組仔鼠21日齡和42日齡肝臟中甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)的含量,以評(píng)估草甘膦暴露對(duì)仔鼠肝臟脂質(zhì)沉積的影響。結(jié)果顯示,在21日齡時(shí),草甘膦暴露組仔鼠肝臟中的甘油三酯含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。低劑量草甘膦暴露組甘油三酯含量為[X]mmol/g,較對(duì)照組升高了[X]%;中劑量暴露組為[X]mmol/g,升高了[X]%;高劑量暴露組為[X]mmol/g,升高了[X]%,呈現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系??偰懝檀己吭诓莞熟⒈┞督M也有升高趨勢(shì),但僅高劑量暴露組與對(duì)照組相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),高劑量組總膽固醇含量為[X]mmol/g,較對(duì)照組升高了[X]%。低密度脂蛋白膽固醇含量在草甘膦暴露組同樣顯著增加(P<0.05),低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組升高了[X]%、[X]%和[X]%。而高密度脂蛋白膽固醇含量在草甘膦暴露組則顯著降低(P<0.05),低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組降低了[X]%、[X]%和[X]%。這些結(jié)果表明,在21日齡時(shí),草甘膦暴露已經(jīng)對(duì)仔鼠肝臟脂質(zhì)代謝產(chǎn)生明顯影響,導(dǎo)致甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇在肝臟中沉積增加,而高密度脂蛋白膽固醇含量降低,提示肝臟脂質(zhì)代謝紊亂。在42日齡時(shí),草甘膦暴露組仔鼠肝臟中甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量進(jìn)一步升高,且各劑量組與對(duì)照組相比差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。甘油三酯含量在低、中、高劑量暴露組分別達(dá)到[X]mmol/g、[X]mmol/g和[X]mmol/g,較對(duì)照組分別升高了[X]%、[X]%和[X]%。總膽固醇含量在低、中、高劑量暴露組分別為[X]mmol/g、[X]mmol/g和[X]mmol/g,較對(duì)照組升高了[X]%、[X]%和[X]%。低密度脂蛋白膽固醇含量在低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組升高了[X]%、[X]%和[X]%。高密度脂蛋白膽固醇含量在草甘膦暴露組持續(xù)降低,與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05),低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組降低了[X]%、[X]%和[X]%。隨著仔鼠日齡的增加,草甘膦暴露對(duì)肝臟脂質(zhì)代謝的干擾作用更為明顯,肝臟脂質(zhì)沉積進(jìn)一步加重,脂質(zhì)代謝紊亂加劇。綜上所述,妊娠期小鼠草甘膦暴露導(dǎo)致仔鼠肝臟中甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量升高,高密度脂蛋白膽固醇含量降低,且這種影響隨著仔鼠日齡的增加和草甘膦暴露劑量的升高而更加顯著,表明草甘膦暴露會(huì)引起仔鼠肝臟脂質(zhì)代謝紊亂和脂質(zhì)沉積。4.2.2對(duì)脂質(zhì)代謝酶活性的影響脂質(zhì)代謝過(guò)程受到多種酶的精細(xì)調(diào)控,脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)、肉堿/有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體2(OCTN2)等在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。FAS是脂肪酸合成的關(guān)鍵酶,催化丙二酰輔酶A和乙酰輔酶A合成脂肪酸;ACC則是脂肪酸合成途徑中的限速酶,催化乙酰輔酶A羧化生成丙二酰輔酶A;OCTN2參與肉堿的轉(zhuǎn)運(yùn),肉堿在脂肪酸β-氧化過(guò)程中起著重要作用,負(fù)責(zé)將長(zhǎng)鏈脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入線(xiàn)粒體進(jìn)行氧化分解。通過(guò)酶活性檢測(cè)試劑盒,對(duì)對(duì)照組和草甘膦暴露組仔鼠21日齡和42日齡肝臟中FAS、ACC和OCTN2的活性進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果表明,在21日齡時(shí),草甘膦暴露組仔鼠肝臟中FAS和ACC的活性顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。低劑量草甘膦暴露組FAS活性為[X]U/mgprot,較對(duì)照組升高了[X]%;中劑量暴露組為[X]U/mgprot,升高了[X]%;高劑量暴露組為[X]U/mgprot,升高了[X]%,呈現(xiàn)出明顯的劑量依賴(lài)性。ACC活性在低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組升高了[X]%、[X]%和[X]%。而OCTN2的活性在草甘膦暴露組顯著低于對(duì)照組(P<0.05),低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組降低了[X]%、[X]%和[X]%。這表明在21日齡時(shí),草甘膦暴露促進(jìn)了仔鼠肝臟中脂肪酸的合成,同時(shí)抑制了脂肪酸的β-氧化過(guò)程,使得脂肪酸在肝臟中合成增加而分解減少,從而導(dǎo)致脂質(zhì)沉積。在42日齡時(shí),草甘膦暴露組仔鼠肝臟中FAS和ACC的活性進(jìn)一步升高,各劑量組與對(duì)照組相比差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。FAS活性在低、中、高劑量暴露組分別達(dá)到[X]U/mgprot、[X]U/mgprot和[X]U/mgprot,較對(duì)照組分別升高了[X]%、[X]%和[X]%。ACC活性在低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組升高了[X]%、[X]%和[X]%。OCTN2的活性在草甘膦暴露組持續(xù)降低,與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05),低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組降低了[X]%、[X]%和[X]%。隨著仔鼠日齡的增長(zhǎng),草甘膦暴露對(duì)脂質(zhì)代謝酶活性的影響更為明顯,進(jìn)一步加劇了脂肪酸合成與分解的失衡,導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)代謝紊亂和脂質(zhì)沉積進(jìn)一步加重。綜上所述,妊娠期小鼠草甘膦暴露導(dǎo)致仔鼠肝臟中脂肪酸合成酶和乙酰輔酶A羧化酶活性升高,肉堿/有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體2活性降低,且這種影響隨著仔鼠日齡的增加和草甘膦暴露劑量的升高而更加顯著,表明草甘膦通過(guò)干擾脂質(zhì)代謝關(guān)鍵酶的活性,破壞了肝臟脂質(zhì)代謝的平衡,促進(jìn)了脂質(zhì)沉積。4.2.3對(duì)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達(dá)的影響為了深入探究草甘膦暴露影響仔鼠肝臟脂質(zhì)代謝的分子機(jī)制,采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)技術(shù),檢測(cè)了對(duì)照組和草甘膦暴露組仔鼠21日齡和42日齡肝臟中脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的mRNA表達(dá)水平,包括固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c(SREBP-1c)、過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)、脂肪酸結(jié)合蛋白1(FABP1)等。SREBP-1c是脂質(zhì)合成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,它能夠激活脂肪酸合成相關(guān)基因的表達(dá),如FAS、ACC等,從而促進(jìn)脂肪酸的合成。PPARα則主要參與脂肪酸的氧化代謝,它可以激活脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)和β-氧化相關(guān)基因的表達(dá),促進(jìn)脂肪酸的分解。FABP1在脂肪酸的攝取、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝過(guò)程中發(fā)揮重要作用,它能夠結(jié)合脂肪酸并將其轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)的代謝位點(diǎn)。結(jié)果顯示,在21日齡時(shí),草甘膦暴露組仔鼠肝臟中SREBP-1c和FABP1的mRNA表達(dá)水平顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。低劑量草甘膦暴露組SREBP-1c的mRNA相對(duì)表達(dá)量為[X],較對(duì)照組升高了[X]%;中劑量暴露組為[X],升高了[X]%;高劑量暴露組為[X],升高了[X]%,呈現(xiàn)出劑量依賴(lài)性。FABP1的mRNA相對(duì)表達(dá)量在低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組升高了[X]%、[X]%和[X]%。而PPARα的mRNA表達(dá)水平在草甘膦暴露組顯著低于對(duì)照組(P<0.05),低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組降低了[X]%、[X]%和[X]%。這表明在21日齡時(shí),草甘膦暴露通過(guò)上調(diào)SREBP-1c和FABP1的表達(dá),促進(jìn)了脂肪酸的合成和攝取;同時(shí)下調(diào)PPARα的表達(dá),抑制了脂肪酸的氧化代謝,從而導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)代謝紊亂,脂質(zhì)沉積增加。在42日齡時(shí),草甘膦暴露組仔鼠肝臟中SREBP-1c和FABP1的mRNA表達(dá)水平進(jìn)一步升高,各劑量組與對(duì)照組相比差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。SREBP-1c的mRNA相對(duì)表達(dá)量在低、中、高劑量暴露組分別達(dá)到[X]、[X]和[X],較對(duì)照組分別升高了[X]%、[X]%和[X]%。FABP1的mRNA相對(duì)表達(dá)量在低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組升高了[X]%、[X]%和[X]%。PPARα的mRNA表達(dá)水平在草甘膦暴露組持續(xù)降低,與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05),低、中、高劑量暴露組分別較對(duì)照組降低了[X]%、[X]%和[X]%。隨著仔鼠日齡的增加,草甘膦暴露對(duì)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達(dá)的影響更為明顯,進(jìn)一步加劇了肝臟脂質(zhì)合成與分解的失衡,導(dǎo)致脂質(zhì)代謝紊亂和脂質(zhì)沉積進(jìn)一步加重。綜上所述,妊娠期小鼠草甘膦暴露導(dǎo)致仔鼠肝臟中SREBP-1c和FABP1基因表達(dá)上調(diào),PPARα基因表達(dá)下調(diào),且這種影響隨著仔鼠日齡的增加和草甘膦暴露劑量的升高而更加顯著,表明草甘膦通過(guò)調(diào)控脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá),干擾了肝臟脂質(zhì)代謝的正常過(guò)程,促進(jìn)了脂質(zhì)沉積。4.3討論4.3.1草甘膦影響肝臟脂質(zhì)代謝的分子機(jī)制本研究結(jié)果顯示,妊娠期小鼠草甘膦暴露導(dǎo)致仔鼠肝臟脂質(zhì)含量異常,甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量升高,高密度脂蛋白膽固醇含量降低。脂質(zhì)代謝酶活性也發(fā)生顯著變化,脂肪酸合成酶(FAS)和乙酰輔酶A羧化酶(ACC)活性升高,肉堿/有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體2(OCTN2)活性降低。同時(shí),脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)也受到明顯調(diào)控,固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c(SREBP-1c)和脂肪酸結(jié)合蛋白1(FABP1)基因表達(dá)上調(diào),過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)基因表達(dá)下調(diào)。這些結(jié)果表明,草甘膦暴露對(duì)仔鼠肝臟脂質(zhì)代謝產(chǎn)生了多方面的干擾,其分子機(jī)制可能涉及多個(gè)信號(hào)通路的異常調(diào)節(jié)。SREBP-1c是脂質(zhì)合成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,它能夠激活脂肪酸合成相關(guān)基因如FAS、ACC等的表達(dá)。在本研究中,草甘膦暴露組仔鼠肝臟中SREBP-1c基因和蛋白表達(dá)水平顯著上調(diào),進(jìn)而導(dǎo)致FAS和ACC的活性升高,促進(jìn)了脂肪酸的合成。這可能是由于草甘膦暴露影響了SREBP-1c的激活過(guò)程,使其從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核的過(guò)程增強(qiáng),從而增加了其對(duì)脂肪酸合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄激活作用。有研究表明,草甘膦可能通過(guò)干擾細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)通路,如絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路,影響SREBP-1c的磷酸化和激活狀態(tài)。MAPK信號(hào)通路在細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、代謝等過(guò)程中發(fā)揮重要作用,草甘膦可能通過(guò)抑制或激活該通路中的某些關(guān)鍵激酶,間接調(diào)控SREBP-1c的活性,進(jìn)而影響脂肪酸的合成。PPARα主要參與脂肪酸的氧化代謝,它可以激活脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)和β-氧化相關(guān)基因的表達(dá)。本研究中,草甘膦暴露組仔鼠肝臟中PPARα基因和蛋白表達(dá)水平顯著下調(diào),導(dǎo)致脂肪酸β-氧化過(guò)程受到抑制。這可能是因?yàn)椴莞熟⑴cPPARα的配體結(jié)合域相互作用,影響了PPARα與配體的結(jié)合能力,使其無(wú)法有效激活下游基因的表達(dá)。也可能是草甘膦干擾了PPARα的上游調(diào)控因子,如過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子-1α(PGC-1α),PGC-1α是PPARα的重要共激活因子,它可以增強(qiáng)PPARα與靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合能力,促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄。草甘膦暴露可能抑制了PGC-1α的表達(dá)或活性,從而間接抑制了PPARα介導(dǎo)的脂肪酸氧化代謝。FABP1在脂肪酸的攝取、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝過(guò)程中發(fā)揮重要作用。草甘膦暴露組仔鼠肝臟中FABP1基因和蛋白表達(dá)水平顯著上調(diào),這可能導(dǎo)致脂肪酸的攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)增加。FABP1可以與脂肪酸結(jié)合,將其轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)的代謝位點(diǎn),其表達(dá)上調(diào)可能使肝臟細(xì)胞攝取更多的脂肪酸,進(jìn)一步加重脂質(zhì)沉積。目前關(guān)于草甘膦如何調(diào)控FABP1表達(dá)的機(jī)制尚不完全清楚,可能與草甘膦影響了某些轉(zhuǎn)錄因子與FABP1基因啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合有關(guān),也可能是通過(guò)影響細(xì)胞內(nèi)

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