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9月12日、16日，學(xué)術(shù)期刊Environmental Health Perspectives 和Toxicology and Applied Pharmacology 分別在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所王慧研究組題為Gender-dependent effects of cadmium exposure in early life on gut microbiota and fat accumulation in mice 和Systematic network assessment of the carcinogenic activities of cadmium 的兩篇論文，分別從生命早期鎘暴露干擾腸道菌群穩(wěn)態(tài)促進(jìn)小鼠體脂累積和鎘致癌活性分子網(wǎng)絡(luò)的角度對(duì)重金屬鎘的毒性效應(yīng)及作用機(jī)制進(jìn)行了研究。

　　鎘是導(dǎo)致我國(guó)土壤和水源嚴(yán)重污染的重金屬，近年來(lái)“鎘大米”食品安全事件時(shí)有發(fā)生。世界衛(wèi)生組織(WHO)將鎘列為重點(diǎn)研究的食品污染物，癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)將鎘認(rèn)定為I類致癌物。

　　鎘化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，屬金屬類內(nèi)分泌干擾物，進(jìn)入人體后形成鎘硫蛋白，在人體的軟組織和各個(gè)臟器如腎、肝、膀胱、胃和胰腺中蓄積。體內(nèi)極少量的鎘可通過(guò)腎臟由尿液排出，鎘在人體中的半衰期長(zhǎng)達(dá)10至30年，其毒性伴隨年齡增長(zhǎng)而顯著升高，是已知zui易蓄積的毒物之一。鎘通過(guò)水源和食物進(jìn)入體內(nèi)，產(chǎn)生腎臟和肝臟毒性，導(dǎo)致骨軟化鈣流失，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生“痛痛病”。此外鎘可穿透胎盤屏障在胎兒體內(nèi)蓄積，在出生后通過(guò)乳汁、食物、吸入等方式進(jìn)入體內(nèi)，是典型的生命早期環(huán)境有害因素。與成人相比，嬰幼兒胃腸道對(duì)鎘的吸收能力更強(qiáng)，也更易造成損傷。因此考察生命早期鎘暴露，尤其是低劑量食源性鎘暴露，對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)的影響具有重要的科學(xué)意義和社會(huì)價(jià)值。

　　王慧組副研究員巴乾等通過(guò)建立生命早期低劑量鎘暴露小鼠模型發(fā)現(xiàn)，生命早期起始的低濃度鎘暴露能夠顯著增加雄性小鼠成年后的體脂含量，促進(jìn)肝臟脂代謝進(jìn)程及脂肪積累。深入研究發(fā)現(xiàn)，低濃度鎘暴露干擾了小鼠腸道菌群的穩(wěn)態(tài)，且其發(fā)生時(shí)間早于體脂增加，提示腸道菌群紊亂可能是小鼠體脂累積的促進(jìn)因素。菌群移植實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，接受鎘暴露小鼠腸道菌群移植的受體小鼠表現(xiàn)出更高的體脂含量，從而進(jìn)一步證實(shí)了腸道菌群在介導(dǎo)生命早期鎘暴露誘發(fā)小鼠脂肪積累方面的關(guān)鍵作用。該研究不僅闡明了生命早期低劑量鎘暴露對(duì)機(jī)體成年后脂代謝紊亂的誘導(dǎo)作用，暗示鎘可能參與促進(jìn)生命中后期慢性疾病的發(fā)生，并且發(fā)現(xiàn)了腸道菌群與鎘所致代謝毒性的關(guān)系，為進(jìn)一步研發(fā)降低鎘的健康危害的潛在干預(yù)策略提供科學(xué)依據(jù)。

　　在另一項(xiàng)研究中，王慧組副研究員陳培戰(zhàn)等利用生物信息學(xué)方法考察了鎘暴露所誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的分子信號(hào)通路的系統(tǒng)性改變。該研究發(fā)現(xiàn)鎘暴露導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)包括雌激素受體ER、RAS、PI3K-Akt、NF-κB、HIF-1α、Jak-STAT以及TGF-β等60余個(gè)重要癌基因信號(hào)通路異常激活，參與了鎘暴露所誘導(dǎo)的、結(jié)直腸癌和前列腺癌等癌癥的發(fā)生過(guò)程。該研究從系統(tǒng)生物學(xué)角度整體闡釋了鎘暴露的致癌毒性及其分子信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，為基于毒性通路擾動(dòng)的鎘的安全性評(píng)價(jià)策略和全面解析鎘的不良結(jié)局路徑提供了參考。

　　這兩項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持。

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