Aging Cell | 倪挺/皮妍团队揭示环境抗生素暴露驱动肠道衰老和屏障功能障碍的新机制

环境因素是促进机体衰老和功能退化的重要外源诱因。除遗传背景外，环境污染物、药物残留、饮食结构和生活方式等外部因素，都会影响炎症反应、代谢稳态和组织功能，并可能参与衰老相关疾病的发生。近年来，药物和个人护理产品残留被认为是一类重要的新兴环境微污染物，其中抗生素因使用广泛、释放量大，并与生态安全和人类健康密切相关，受到越来越多关注。与临床治疗中短期、高剂量的抗生素使用不同，环境抗生素暴露往往表现为低剂量、长期性和反复性。恩诺沙星（enrofloxacin, ENR）是一种常用兽用氟喹诺酮类抗生素，已在水体环境和动物生产系统中被频繁检出，并可能通过饮水、食物链和环境背景暴露影响机体健康。

肠道是机体与外界环境接触最频繁的器官之一，也是衰老过程中较早出现功能改变的重要组织。完整的肠道屏障依赖肠上皮细胞、紧密连接、黏液层、免疫细胞和肠道菌群共同维持。一旦肠屏障受损，肠腔内微生物组分、代谢物和炎症信号更容易进入组织环境，诱发慢性低度炎症，并可能进一步影响全身代谢稳态和衰老进程。长期以来，抗生素对肠道健康的影响主要被归因于肠道菌群紊乱，但肠上皮细胞自身的能量代谢、线粒体功能和氧稳态，同样决定着肠屏障能否维持完整。环境抗生素暴露是否会通过直接损伤肠上皮线粒体，推动肠道衰老和屏障破坏，仍缺乏系统性证据。

针对这一问题，复旦大学生命科学学院倪挺/皮妍团队 在Aging Cell发表题为Environmental Enrofloxacin Exposure as a Modifiable Driver of Mitochondria-Mediated Intestinal Aging and Barrier Dysfunction的研究论文。该研究以环境中常见的 ENR 为对象，结合 NHANES 人群横断面分析、斑马鱼长期低剂量暴露模型、肠上皮细胞模型、多组学分析、粪菌移植实验和线粒体靶向干预，系统评估了环境抗生素暴露与肠道衰老及屏障功能障碍之间的关系。

研究发现，在人群层面，近期抗生素使用与中老年人更高的生物 学 年龄加速和腹泻风险相关。在斑马鱼和肠上皮细胞模型中，低剂量 ENR 暴露可导致肠道通透性升高、黏液分泌减少、紧密连接破坏和慢性炎症。多组学分析进一步显示，ENR 暴露可引起肠道菌群失衡、代谢多样性下降和肠道局部缺氧。其中，线粒体功能障碍，尤其是氧化磷酸化受损，是驱动肠上皮损伤的关键机制。更重要的是，线粒体靶向抗氧化剂吡咯喹啉醌（pyrroloquinoline quinone, PQQ）能够 部分 逆转 ENR 诱导的线粒体损伤，恢复肠道屏障完整性，减轻炎症反应，并部分改善肠道菌群结构。人群分层分析还提示，较高的肠道菌群相关饮食质量和膳食抗氧化能力，可能缓冲抗生素相关的衰老和腹泻风险。 总之， 该研究揭示了环境抗生素暴露通过“线粒体损伤—肠道缺氧—屏障破坏—菌群及炎症重塑”促进肠道衰老的新机制，也提示线粒体保护和肠道菌群优化可能成为降低环境抗生素健康风险的重要策略。

图 | 环境相关浓度的恩诺沙星通过损害肠上皮细胞线粒体功能、破坏肠道屏障完整性并重塑肠道菌群，从而加速肠道衰老。利用吡咯喹啉醌修复线粒体功能，可缓解肠道缺氧、炎症反应及屏障损伤。

复旦大学生命科学学院博士研究生俞阚、硕士研究生王能争为本文并列第一作者。倪挺教授、皮妍教授为该研究论文的共同通讯作者 。

原文链接：https://doi.org/10.1111/acel.70526

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