大气细颗粒物暴露对成年雄性小鼠认知功能及肠道菌群组成的影响

作者：吴燕芳; 尹晋; 曹娃; 康惠文; 宋倩; 卞晶晶; 佟俊旺; 李金龙; 蒋守芳^*

来源：卫生研究, 2021, 50(05): 821-826.

DOI：10.19813/j.cnki.weishengyanjiu.2021.05.019

• 大气细颗粒物
• 认知功能
• 肠道菌群
• 益生菌

目的研究大气细颗粒物(fine particulate matter, PM2.5)暴露对成年雄性小鼠认知功能以及肠道菌群丰度和多样性的影响。方法将32只SPF级C57BL/6J成年雄性小鼠随机分为对照组(NS组)、PM2.5暴露组(PM2.5组)、益生菌组(VSL#3组)和PM2.5+VSL#3组(PMV组),每组8只。利用PM2.5在线浓缩和动物全身暴露系统对PM2.5组和PMV组进行PM2.5染毒,PM2.5染毒浓度为室外PM2.5浓度的6倍,每天8 h,每周5 d,共4周。VSL#3组和PMV组灌胃VSL#3,0.5 mL,2×109 CFU/mL。染毒4周后,收集小鼠的粪便进行16 s rRNA高通量测序,利用Morris水迷宫和新物体识别实验测试小鼠的认知功能。结果 PM2.5组小鼠训练4天的逃避潜伏期分别为(54.99±6.77)s,(41.21±9.98)s,(36.27±13.11)s和(30.01±14.80)s,均高于NS组[分别为(32.19±4.59)s,(20.50±6.77)s,(19.93±7.30)s和(16.94±9.91)s],差异有统计学意义(P<0.05);PMV组小鼠在训练第1天和第2天的逃避潜伏期分别为(39.02±6.23)s和(28.83±9.53)s,低于PM2.5组(P<0.05);PM2.5组小鼠目标象限停留时间[(18.30±8.88)s],低于NS组[(30.53±9.10)s]和PMV组[(30.00±10.61)s]。与NS组的Shannon指数(6.09±0.40)相比,PM2.5组和PMV组的Shannon指数分别为5.05±0.65和5.46±0.52,显著降低(P<0.05)。目标象限时间与放线菌门相对丰度呈正相关(r=0.576,P<0.05),识别指数与厚壁菌门相对丰度呈正相关(r=0.612,P<0.05)。结论大气PM2.5暴露可导致小鼠认知功能障碍,并与肠道菌群的多样性及相对丰度改变有关,添加益生菌后可以改善认知功能。

• 单位
  华北理工大学; 公共卫生学院