近日，農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院（婁底市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所）銻礦區(qū)生態(tài)修復(fù)團(tuán)隊(duì)在水體銻生態(tài)毒性領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。論文發(fā)表于國際著名期刊《生態(tài)毒理學(xué)與環(huán)境安全》(Ecotoxicology and Environmental Safety)，論文名稱為《基于生理、腸道菌群及代謝組學(xué)研究不同環(huán)境劑量銻暴露對成年斑馬魚毒性效應(yīng)及腸道微生態(tài)的影響》(Integrated physiological, intestinal microbiota, and metabolomic responsesof adult zebrafish (Danio rerio) to subacute exposure to antimony atenvironmentally relevant concentrations)農(nóng)生院（農(nóng)科所）碩士研究生劉燦和本科生黃東妹為論文共同第一作者，團(tuán)隊(duì)成員鄭玉和白婧為論文的共同通訊作者，我校為論文第一單位。
銻(Sb)在自然界廣泛分布， 是一種具有毒性和潛在致癌性的重金屬。 高濃度的銻可對心臟、 肝、肺等多個(gè)組織器官造成損傷。 因此， 銻及其化合物被美國環(huán)保局及歐盟列為優(yōu)先污染物， 2022 年中國也將銻列為重點(diǎn)管控新污染物。 中國是全球產(chǎn)銻第一大國，大量銻礦的開采和煉冶及含銻廢水的產(chǎn)生和排放對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成污染和損傷。中國西南部的烏江、資江都受到了嚴(yán)重的銻污染。有研究發(fā)現(xiàn)，“世界銻都”湖南錫礦山周邊水體銻濃度最高可達(dá) 29.42 mg/L，為世界衛(wèi)生組織飲用水標(biāo)準(zhǔn)中銻限值的 5 884.6 倍，許多地方的銻濃度也超過了現(xiàn)行水生生物慢性暴露限值（30 μg/L），水體銻污染形勢嚴(yán)峻。研究表明，水體環(huán)境中的重金屬易富集在魚類各組織器官中并干預(yù)腸道菌群的正常生活導(dǎo)致腸道微生態(tài)失調(diào)， 對生物體免疫、 代謝等生理機(jī)能造成嚴(yán)重?fù)p傷，但目前關(guān)于環(huán)境劑量銻對水生動(dòng)物腸道微生態(tài)影響的研究相對匱乏，因此有必要研究其的生態(tài)毒性。
這項(xiàng)工作通過急性和不同環(huán)境劑量銻暴露的亞慢性實(shí)驗(yàn)，從不同環(huán)境劑量銻對斑馬魚的腸道毒性效應(yīng)、 魚體內(nèi) Sb 富集規(guī)律、組織形態(tài)學(xué)變化、 氧化應(yīng)激和腸道微生態(tài)變化五大方面評價(jià)探究銻暴露對水生生物的腸道毒性效應(yīng)與腸道微生態(tài)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，成年斑馬魚腸道代謝物在暴露濃度僅為 30 μg/L 時(shí)已受到嚴(yán)重干擾，表明銻暴露顯著影響代謝穩(wěn)態(tài)，相關(guān)銻標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)該基于腸道代謝變化方面去重新調(diào)整水生生物慢性銻暴露限值。去氧膽酸，膽固醇及其衍生物，磷脂酰乙醇胺等腸道代謝物含量的顯著變化，進(jìn)一步說明環(huán)境劑量銻暴露會引起腸道細(xì)菌氧化應(yīng)激，導(dǎo)致炎癥發(fā)生。熊去氧膽酸，三甲胺等脂質(zhì)代謝物含量變化與其特定腸道菌屬呈現(xiàn)出相關(guān)性表明斑馬魚腸道微生物菌群對腸道微生態(tài)的維持起到重要作用。同時(shí)，LPS、棕櫚酰多巴胺、褪黑素等與腦神經(jīng)調(diào)節(jié)相關(guān)的代謝物含量變化與其特定腸道微生物菌屬呈現(xiàn)相關(guān)性表明腸道微生物菌群參與“微生物-腸-腦軸”調(diào)節(jié)?？傊h(huán)境劑量銻暴露對成年斑馬魚腸道毒性效應(yīng)嚴(yán)重，可損壞腸道屏障，引發(fā)氧化應(yīng)激，破壞腸道菌群動(dòng)態(tài)平衡，導(dǎo)致腸道微生態(tài)失調(diào)，可能會通過“微生物-腸-腦軸”的復(fù)雜相互作用產(chǎn)生，最終可能導(dǎo)致腸道疾病的發(fā)生并影響到成年斑馬魚的腦部健康。該研究為湖南省非飲用地水源的銻標(biāo)準(zhǔn)工作制定提供了全面的落理論支撐。
不同濃度銻暴露下斑馬魚各組織銻蓄積量及腸道組織損傷情況
斑馬魚腸道組織在不同濃度慢性暴露銻下氧化應(yīng)激指標(biāo)變化
銻暴露對成年斑馬魚腸道微生物群的影響
銻暴露對成年斑馬魚腸道微生物群的功能影響及微生物網(wǎng)絡(luò)圖
銻暴露對成年斑馬魚腸道微生物代謝的影響
銻暴露下成年斑馬魚腸道微生物與重要代謝物之間的關(guān)聯(lián)圖
環(huán)境劑量銻暴露對成年斑馬魚腸道微生態(tài)的影響
近年來，農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院以銻礦區(qū)生態(tài)修復(fù)為研究特色開展了大量基礎(chǔ)及應(yīng)用研究，獲得了多項(xiàng)高水平研究成果，為滿足湖南及婁底地方戰(zhàn)略需求，著重解決銻礦區(qū)污染生態(tài)修復(fù)做出了貢獻(xiàn)。（圖文：鄭玉 一審：朱雄梅 二審：劉澤發(fā) 三審：向國紅）
(原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.116326)
