简单手段发IF=7+文章：磷酸三苯酯对鲤鱼的毒性作用及肠道微生物群落影响

研究背景

磷酸三苯基酯（TPHP）是一种有机磷阻燃剂，它通过挥发以及溶解分散到环境中，并通过食物链富集生物体，对生态系统产生不可避免的负面影响。已发现TPHP可以引起组织病变，干扰脂质代谢，并降低免疫力。鱼类可能通过不同的机制摄入TPHP，如呼吸，皮肤和食物链。

凌恩生物客户曲阜师范大学王仁君团队近期在《Chemosphere》 (IF=7.086)发表“Toxic effect of triphenyl phosphate (TPHP) on Cyprinus carpio and the intestinal microbial community response”研究论文，确定了鲤鱼中TPHP的毒性剂量。通过液相色谱质谱法测定鳃、脑、肠和肝中TPHP的富集，并使用16S rRNA测定鲤鱼肠道微生物群落对TPHP应激反应。

发表期刊：Chemosphere  (IF=7.086)

发表时间：2022.3

样本类型：鲤鱼肠道样本

DOI: 10.1016/j.chemosphere.2022.134463

实验设计

研究结果

1、鲤鱼的 TPHP 毒性测定与TPHP在脑、鳃、肠、肝的分布

TPHP 在鲤鱼体内的 96 h-LC50 计算为 7 mg/L（图1）。第7天TPHP吸收顺序为鳃>肠>肝>脑；但在第28天和净化期（第31天），TPHP吸收顺序为脑>鳃>肠>肝。同一类器官在不同时期所含的TPHP也不同（图2）。

图1  96小时剂量-反应曲线

图2 鲤鱼的鳃、肠、肝和脑中检测TPHP

2、肠道微生物α多样性与β多样性

在TPHP刺激下，鲤鱼肠道内微生物群落的α多样性降低。使用香农指数和 Chao 1 指数观察到的 OTU 数量显著减少。当TPHP去除时（表 1），α多样性指数增加，与对照组无明显差异。

TPHP 胁迫显著降低了鲤鱼肠道微生物群落的多样性并改变了微生物群落的组成。DMSO溶剂组群落组成与对照组相似，在净化期间（28-31day），净化组鲤鱼肠道微生物与对照组相似，与TPHP组相比变形菌门、拟杆菌门、放线菌门丰度降低（图3）。

表1 不同处理的鲤鱼肠道微生物群落α多样性

 

图3 不同水平下鲤鱼优势肠道种群的相对丰度

为了进一步确定与组间群落差异有关的优势菌群，使用 STAMP 进行了t检验，发现两个种群（Crenobacter 和 Reyranella）在对照组和净化组之间存在显著差异（图4）。发现中慢生根瘤菌属、叶杆菌属、分枝杆菌属、束村氏菌属等是鱼肠道内可用作确定 TPHP 污染的指示微生物。

使用 Tax4Fun2功能预测，推断出第 7 天各组肠道微生物群落的功能谱，然后使用 STAMP 对其进行可视化（图5），发现TPHP 组的肠道微生物群在去除污染物有机物、能量代谢和炎症性疾病方面有效。

本研究的净化期实验结果表明，鲤鱼肠道中的一些微生物在特定条件下通过自身功能代谢TPHP并降低其毒性。 

图4 对照组和净化组（a），对照组和TPHP组（b）之间以及TPHP和净化组（c）之间菌群（属水平）的相对丰度

图5 基于16S rRNA的肠道微生物群落功能预测

综上所述，本研究采用鲤鱼来探讨TPHP在生物体内的毒性机制，TPHP在鱼类不同器官组织中的富集程度不一，以及TPHP胁迫下鲤鱼肠道微生物群落的多样性显著降低且群落组成发生变化，研究为在水生环境中进行TPHP污染物风险评估提供见解。

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参考文献

Toxic effect of triphenyl phosphate (TPHP) on Cyprinus carpio and the intestinal microbial community response. Chemosphere, 2022.