小鼠研究表明益生菌治療具有潛力。

盡管先前的研究已將農藥暴露與對腸道微生物的有害影響聯系起來，但一項新研究首次描繪了人類消化系統中的特定細菌如何在實驗室環境和動物模型中響應與殺蟲劑的相互作用。

研究人員發現，十幾種常用農藥改變了人類腸道細菌的生長，擾亂了這些微生物處理營養物的方式，并且在某些情況下會在細菌細胞內積累。該團隊創建了一個公開可用的“圖譜”，詳細描述了這些分子相互作用，這可能為未來的疾病機制和潛在治療方法研究提供支持。

小鼠實驗表明，一種特定種類的腸道細菌有助于減輕農藥的毒性作用，特別是通過限制炎癥。這一發現指出了益生菌療法的潛力，旨在對抗與農藥暴露相關的一些健康風險。

腸道細菌或有助于解毒農藥

“我們通過研究一個重要微生物群落的調節機制，進一步理解了農藥或環境污染物如何影響人類健康，”資深作者、俄亥俄州立大學人類科學系副教授朱江江（音譯）說。

“我們還鑒定出某些可以降解、清除或凈化生物系統中部分農藥的微生物，它們未來可能成為潛在的治療手段，幫助人們清除通過食物和水攝入引入腸道的毒性，為人類健康提供更好的解決方案?！?/p>

該研究近期發表在《自然-通訊》雜志上。

實驗室研究測試18種農藥和17種腸道菌種

研究人員進行了實驗室實驗，以檢驗18種廣泛使用的農業農藥與17種不同腸道細菌物種的相互作用。這些細菌物種代表了人類消化系統中常見的四大類群，已知在維持健康或引發疾病中發揮作用。

測試的農藥包括知名化學品，如DDT（在美國被禁用，但在某些地區仍用于室內控制攜帶瘧疾的蚊子）、莠去津（atrazine）、氯菊酯（permethrin）和毒死蜱（chlorpyrifos）。據朱江江稱，盡管其中一些化合物受到限制或禁用，但較舊的持久性農藥殘留物仍持續在土壤和水中被發現。

“我們在培養物中培養細菌，并將它們暴露在相關濃度的農藥中，以觀察微生物如何響應這些農藥暴露，”第一作者、朱江江實驗室的高級研究員陳麗（Li Chen）說，她負責管理研究中分析的逾1萬個樣本。

根據實驗結果，研究人員繪制了一份詳細的相互作用圖譜，顯示了特定農藥如何影響腸道細菌。該網絡圖識別出哪些農藥刺激或抑制了細菌生長，以及哪些細菌物種吸收了農藥化合物。這種吸收可能有助于解釋農藥暴露如何在體內持續存在。

“以往大多數環境健康研究報告稱農藥污染影響腸道細菌的整體組成，”陳麗說?！拔覀冏C明了這些農藥確實能影響特定的腸道細菌，并詳細說明了這些變化將如何影響整體組成?！?/p>

農藥暴露改變新陳代謝和脂質

該分析在306對農藥-腸道微生物組合中識別出特定的代謝變化，進而促使研究人員研究這些改變的生長模式和化學物質積累如何影響代謝物（即分解營養物質以產生能量和執行其他基本功能的生化反應的分子產物）。代謝物具有多種作用，從改變代謝過程本身到發送與多種細胞功能和免疫系統激活相關的信號。

此外，研究團隊還進行了另一項單獨分析，重點關注腸道微生物產生的另一類重要分子 —— 被稱為脂質的脂肪類、油類和蠟狀化合物，它們對許多身體功能至關重要。

研究人員還研究了農藥暴露對健康小鼠的影響，這些小鼠事先被給予抗生素以清除其消化系統中的微生物。該團隊將一種常見的人類腸道細菌菌株 —— 卵形擬桿菌（Bacteroides ovatus） —— 引入一組小鼠體內，并在它們暴露于農藥四周后與對照組進行比較。

結果驗證了實驗室中的發現，表明農藥在小鼠的多個器官中引發了炎癥，并且在化學物質暴露后引入的細菌的存在引發了一系列代謝活動和脂質產生的變化。具體而言，某些類別脂質的增加抑制了與氧化應激相關的蛋白質的信號通路。

腸道微生物或可緩沖農藥效應

“我們鑒定出一些微生物，它們可能通過某種方式緩沖炎癥過程，從而調節農藥對宿主的毒性作用，”朱江江說，他同時也是俄亥俄州立大學綜合癌癥中心分子致癌與化學預防研究項目的研究員。

“我們知道炎癥通常對身體有害。如果有毒物質會誘發炎癥，而存在其他分子可以抵消該物質的作用，那么你就有可能找到干預或預防更大范圍損傷的解決方案?！?/p>

在下一階段的工作中，朱江江的實驗室計劃進一步闡明農藥暴露后腸道微生物的代謝變化如何融入各種健康和疾病狀況。他期待其他科學家也能這樣做。

“我們正在繪制農藥與腸道微生物之間這種核心相互作用的圖譜。然后其他實驗室可以利用我們的發現 —— 例如，在接觸農藥后，腸道微生物的反應可能導致下游后果，這有助于疾病研究，并最終幫助預測靶點或確定干預策略，”他說。

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