[背景]研究表明,PM2.5暴露与中枢神经系统疾病密切相关,可引起认知功能障碍,也会改变肠道菌群的组成,但关于肠道菌群在PM2.5所致小鼠抑郁焦虑样行为中的作用研究很少.[目的]观察大气PM2.5暴露对小鼠抑郁焦虑样行为及肠道菌群组成的影响,探讨肠道菌群调控5-羟色胺(5-HT)在大气PM2.5暴露致小鼠抑郁焦虑样行为中的作用.[方法]8周龄雄性SPF级C57BL/6J小鼠随机分为对照组(NS组)、益生菌组(LGG组)、PM2.5组(PM组)、联合暴露组(PML组),每组6只.PM组和PML组小鼠采用细颗粒物实时染毒系统进行PM2.5暴露,浓度为室外的8倍,每天6 h,每周6 d,共7周.LGG组和PML组小鼠灌胃鼠李糖乳杆菌,NS组和PM组灌胃等量生理盐水.高架十字迷宫实验和旷场实验评价小鼠焦虑和抑郁状态.利用16S rRNA高通量测序技术测定小鼠粪便中肠道菌群丰度、多样性和结构组成.ELISA法检测血清和海马组织中5-HT水平.Spearman相关分析肠道差异菌群与海马组织5-HT水平、小鼠抑郁焦虑样行为指标的相关关系.[结果]PM组小鼠开臂次数百分比的M(P25,P75)为0.0％(0.0％,33.3％),低于NS组[47.7％(25.0％,50.8％)]和PML组[46.9％(40.0％,50.0％)],差异有统计学意义(P<0.05).PM组运动总距离和中央区停留时间()分别为(2.01±0.90)m、(10.31±1.99)s,均低于NS组[(3.80±0.89)m,(14.47±3.07)s];PML组运动总距离为(2.73±1.12)m,低于NS组和LGG组[(4.21±1.08)m],差异均有统计学意义(P<0.05).与NS组相比,PM组Simpson指数升高(P<0.05);与LGG组相比,PML组的Simpson指数下降(P<0.05).Beta多样性分析结果表明各组小鼠之间肠道菌群组成存在差异.与NS组和LGG组相比,PM组及PML组丹毒丝菌科、杜氏杆菌属细菌丰度升高,普雷沃氏菌科_UCG-001属丰度降低,差异有统计学意义(P<0.05).PM组小鼠海马组织5-HT水平为(135.02±10.31)μg·g–1,低于NS组[(178.77±43.15)μg·g–1]和LGG组[(224.85±22.98)μg·g–1];PML组小鼠5-HT水平[(161.27±15.81)μg·g–1]低于LGG组(P<0.05).海马组织中5-HT水平与普雷沃氏菌科_UCG-001属的相对丰度呈正相关(r=0.6090,P=0.012),开臂次数百分比与杜氏杆菌属的相对丰度呈负相关(r=?0.4630,P=0.023).[结论]大气PM2.5暴露可引起小鼠抑郁焦虑样行为,并与肠道菌群的多样性及相对丰度改变和5-HT水平降低有关,添加益生菌后抑郁焦虑样行为得以改善.

大气细颗粒物;肠道菌群;5-羟色胺;抑郁焦虑;16S rRNA

唐佳婕;郑佳雪;宋倩;康惠文;崔亚奇;张雪梅;尚璇;蒋守芳

华北理工大学 公共卫生学院,河北唐山 063210;华北理工大学生命科学学院,河北唐山 063210

环境与职业医学

[1]唐佳婕;郑佳雪;宋倩;康惠文;崔亚奇;张雪梅;尚璇;蒋守芳-.肠道菌群及5-HT在大气PM2.5暴露致小鼠抑郁焦虑样行为中的作用)[J].环境与职业医学,2022(12):1343-1349

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