日前，國際知名環(huán)境科學(xué)期刊Journal of Hazardous Materials在線發(fā)表了上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院和單細胞組學(xué)與疾病研究中心王慧教授、巴乾研究員團隊題為＂Cadmium accelerates bacterial oleic acid production to promote fat accumulation in Caenorhabditis elegans＂的論文。該工作利用秀麗隱桿線蟲和細菌培養(yǎng)系統(tǒng)研究環(huán)境污染物、細菌和宿主之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)環(huán)境低劑量鎘暴露通過上調(diào)細菌中代謝物油酸的含量從而促進機體的脂肪累積，該研究提供了對鎘的代謝毒性效應(yīng)和健康危害作用機制的深入理解和新認識。
鎘是一種廣泛存在的環(huán)境污染物，可通過膳食攝入在人體內(nèi)蓄積，引起代謝性疾病等多種健康危害。鎘在人體內(nèi)的半衰期約為10-30年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署把鎘列入重點研究的環(huán)境污染物，世界衛(wèi)生組織將其作為優(yōu)先研究的食品污染物。鎘在我國的污染情況也比較嚴重，是我國食品安全重金屬污染的典型代表。因此闡明低劑量鎘暴露的長期毒性效應(yīng)及其作用機制對于公眾健康至關(guān)重要。本研究團隊聚焦于長期低劑量鎘暴露的健康危害，前期系列研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鎘暴露能直接或通過腸道微生物損害機體生理功能（Environ Health Perspect 2017、Toxicol Appl Pharmacol 2016、Sci Total Environ 2020/2021、Front Immunol 2021），但鎘如何影響微生物從而引發(fā)體內(nèi)毒性的機制尚不清楚。
在本研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)低劑量鎘暴露能顯著促進線蟲的脂肪堆積，并利用秀麗隱桿線蟲-大腸桿菌培養(yǎng)模型，建立了正常、細菌代謝不活躍的和無菌培養(yǎng)等不同體系，證明細菌代謝在鎘促進線蟲脂肪累積毒性中的重要作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)，低劑量鎘暴露顯著增加細菌的代謝物油酸的產(chǎn)生，并且細菌中油酸水平的增加能進一步促進宿主線蟲的脂肪含量，該過程涉及線蟲體內(nèi)脂肪合成相關(guān)基因的表達水平變化。最后，該研究還發(fā)現(xiàn)維生素D補充可有效緩解環(huán)境低劑量鎘暴露以及細菌油酸增加所造成的機體脂肪累積，表明補充維生素D可作為一種預(yù)防鎘暴露代謝毒性效應(yīng)的潛在干預(yù)策略。以上發(fā)現(xiàn)不僅闡明了鎘通過細菌代謝物誘導(dǎo)宿主體內(nèi)脂質(zhì)積累的作用機制，揭示了環(huán)境鎘暴露、微生物和宿主之間的相互影響，鑒定出介導(dǎo)該毒性效應(yīng)的關(guān)鍵代謝物，還提供了降低其危害的潛在的有效干預(yù)手段，有重要的現(xiàn)實意義。
中國科學(xué)院營養(yǎng)與健康研究所/上海科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士馬雪琪為該論文第一作者，該研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等項目的資助。
