肠道是环境污染物通过口服暴露途径进入人体的首要靶器官，也是人体最大的免疫器官。肠道中大量存在的共生菌群与中枢神经系统间可通过免疫、微生物代谢以及迷走神经途径发生相互作用，这种多途径交互作用的复杂性为揭示微生物-肠-脑轴介导的神经发育毒性带来了巨大挑战。作者研究发现，口服暴露氧化石墨烯显著干扰斑马鱼肠道菌群的组成，促进了产短链脂肪酸细菌的增多。菌群代谢产物丁酸进而激活宿主芳香烃受体（AhR）并通过IL-33-ST2 信号通路诱导宿主2型免疫应答。而机体在病理或炎症条件下，循环细胞因子或微生物组分更容易进入大脑，与小胶质细胞发生相互作用，加速神经炎症的进程，引发神经发育与功能障碍。利用小鼠模型，作者研究发现纳米塑料口服长期暴露引起了小鼠焦虑样与认知行为障碍。转录组分析结果表明，纳米塑料暴露引起了小鼠大脑神经免疫激活及神经元发育受损。进一步结合肠道菌群及肠道病理分析发现，肠道菌群失衡及肠道炎症与神经行为损伤存在显著相关性。研究结果为深入理解肠道菌群介导的污染物毒性作用与机制提供科学依据。
 

肠道菌群 免疫系统 纳米材料 微纳塑料