三氯生竟会诱发结肠炎?研究成果已发表于《Nature》!

发布于 2022-05-20 12:47



蔡宗苇教授


香港浸会大学化学系讲座教授

环境与生物分析国家重点实验室主任




蔡宗苇教授领导一项

国际跨学科合作

研究成果发表于《自然-通讯》



 蔡宗苇教授领导的跨学科国际合作研究成果发表于权威国际期刊《自然-通讯》



香港浸会大学化学系讲座教授及环境与生物分析国家重点实验室主任蔡宗苇教授、北卡罗来纳大学教堂山分校的Matthew R. Redinbo教授,以及马萨诸塞大学阿默斯特分校的张国栋教授共同领导的研究团队,发现某些肠道微生物酶可发挥调节作用,把三氯生(TCS)的无活性葡糖苷酸代谢物(TCS-G)重新激活成为TCS,从而导致结肠炎。该研究成果已发表于权威国际期刊《自然-通讯》(Nature Communications)。






什么是TCS和TCS-G?

研究背景



 三氯生会对人体和环境造成损害  



TCS(三氯生)这一物质对于绝大多数人而言都是十分陌生的,但是它却可能在你的生活中无处不在。TCS是一种广泛应用于日用消费品的抗菌剂,存在于许多家用及个人护理品、消费品和工业产品中,应用超过2000种产品。人们使用这些产品时,TCS可以通过呼吸吸入、口腔摄入和皮肤接触等方式进入人体内。这种常见的化学物质被发现会对人体和环境造成损害。



TCS-G是TCS无活性的葡糖苷酸代谢物,一旦TCS进入人体,会迅速代谢成无生物活性的代谢物,即TCS—葡糖苷酸(TCS-G),容易被排出体外。基于这特性,在环境中暴露于TCS如何导致人体肠道出现毒性的机制仍然不明。


 蔡宗苇教授向香港媒体介绍关于三氯生的最新研究成果  



为解答此疑问,蔡宗苇教授、Matthew R. Redinbo教授以及张国栋教授共同领导对研究团队提出了某些肠道微生物酶,对肠道内的TCS-G产生作用,令TCS被重新激活,从而在肠道产生毒性,引发结肠炎的假设进行研究。 






肠道的TCS浓度特别高

研究发现 1



 摄入TCS的小鼠直肠内含有大量TCS  



研究团队首先尝试确定肠道相对其他身体组织,是否有不同的TCS代谢特征。一组小鼠被喂饲含有TCS的食物,四周后在它们的肝脏、胆汁、心脏和小肠找到的主要为无生物活性的TCS-G,但在大肠(盲肠和结肠)找到的则以导致结肠炎的TCS为主。这显示相对其他身体组织,肠道的TCS浓度特别高。



研究团队随后分析了含有TCS的产品与人体TCS浓度的关系。一组测试者在使用含有TCS的个人护理产品四个月后,他们的粪便和尿液样本均检测到TCS及TCS-G,其中TCS主要在粪便找到,TCS-G则主要在尿液找到。



然而,在使用不含TCS的个人护理产品的对照组,并没有被检测出TCS及TCS-G。结果显示使用含有TCS的产品,会导致高浓度的TCS,并且会大量出现在人体的肠道内。






肠道微生物在转化中发挥重要作用

研究发现 2



 肠道微生物可将TCS-G转化为TCS 



为了找出为何人类肠道的TCS浓度特别高,研究团队提出了肠道微生物参与TCS-G转化为TCS的过程,导致TCS在肠道内累积这个假设。



为验证这个假设,研究人员观察到在体外环境中,经培植的小鼠和人体肠道细菌,都能催化TCS-G转化为TCS。为了探讨在体内环境中会否出现相同现象,研究团队使用抗生素抑制小鼠肠道的细菌,发现它们肠道中的TCS浓度降低近一半,而TCS-G浓度则提高了六倍。结果证明了肠道微生物在TCS-G于肠道中转化为TCS,扮演重要角色。







特定的酶催化了TCS-G的转化

研究发现 3



腸道微生物GUS酶催化TCS-G轉化為TCS 



为探讨肠道微生物催化TCS-G转化的机制,研究团队聚焦于小鼠和人类肠道细菌均可制造的「β-葡萄糖苷(GUS)酶」。原因是这类酶被证实可催化多种代谢物的转化。



透过一系列筛选技术,两种名为「Loop 1」及「黄素单核苷酸(FMN)结合」的GUS酶被发现能最有效地在体外将TCS-G转化为TCS。研究人员之后于两组分别有暴露于TCS及没有暴露于TCS的小鼠身上,使用GUS抑制剂。该抑制剂是一种能抑制「Loop 1」及「FMN结合」 GUS功能的药物。



结果发现GUS抑制剂能限制GUS酶把TCS-G转化为TCS。暴露于TCS的小鼠在使用GUS抑制剂后,结肠炎获得舒缓。这些结果证明特定的微生物GUS酶,促使TCS-G转化为TCS,因而增加患结肠炎的机会。








蔡宗苇教授认为,

我们应该更加严格地监管TCS


 蔡宗苇教授呼吁相关部门应严格监管TCS 




我们的研究结果清晰地描述了肠道微生物参与TCS代谢和毒理的机制,为预防在环境中接触化学物而诱发结肠炎,提供了一个重要聚焦点。


监管机构应考虑对TCS的应用施加更严格的管制。虽然美国食品及药物管理局于2016年禁止销售含TCS的非处方消毒产品,但TCS仍获准使用于广泛的产品之中。产品标签及说明中TCS成份的透明度需要改善,以便消费者留意其潜在风险,作出明智选择。










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