目的砷是最有毒的致癌物质之一。由于工业化和城市化快速发展,砷通过各种途径进入水圈和土壤圈,导致生态环境中的砷污染日益严重。这些砷可以被水生生物吸收并通过生物转化和积累保留在体内,进一步转移到食物链的更高层次。据报道,人们从食物中接触到的砷量超过从饮用水中摄取的砷量,达到目前环境保护局规定的最大污染水平。通过饮Biomimetic scaffold用水和食物长期接触砷与人类一系列疾病密切相关。无菌的砷甲基转移酶敲除(As3mt-KO)小鼠的首次构建揭示了肠道菌群在体内可发挥缓解砷毒性的作用,然而,肠道菌群在体内参与砷生物转化的确切贡献尚未明确。方法野生型斑马鱼(有砷甲基转移酶)和as3mt-KO斑马鱼(无砷甲基转移酶)各90尾分别随机分为3组:对照组,砷暴露组和抗生素+砷组,每组30尾鱼。亚砷酸钠浓度设置为100μg/L(环境剂量水平)。暴露30天后,将斑马鱼GDC-0068 IC50冰冻处死后解剖采集肠道、皮肤和肌肉组织。对于体内砷蓄积分析,选取皮肤或肌肉组织(n=6)用于总砷浓度和砷形态的测定;对于宿主代谢分析,选取肌肉组织(n=6)用于广靶代谢组学分析;对于肠道微生物分析,选取肠道及内容物(n=6)进行DNA提取和16S rRNA测序。结果在三种不同砷暴露条件下,两种基因型斑马鱼的砷蓄积、宿主代谢谱和肠道菌群响应均存在显著差异。基于砷浓度和构建结构方程模型表明,肠道微生物群对组织总砷(tAs)生物积累和无机砷(iAs)代谢的贡献率分别为44.0%和18.4%。相关分析表明,在分离宿主砷代谢作用后,组织CtAs和iAs与肠道菌群多样性(chao1,ace,simpson和shannon_entropy指数)呈更显著的负相关关系,与肠道菌群结构呈更强的相关关系(P<0.05);更多的细菌属(如g_Shewanella,g_Cetobacterium,g_Ensifer和g_Defluviimonas等)和功能代谢途径(甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢,药物代谢-细胞色素P450等)与CtAs和iAs呈显著相关关系(P<0.05),以上结果提示肠道菌群在减少组织砷蓄积发挥了积极作用。此外,抗生素和砷的共同暴露显著增加组织中砷的蓄积(P<0.05)。结论 as3mt-KO斑马鱼是评估砷在体内积累的具有高度生物重复性的一个稳健和可靠的模型。首次发现在不同砷暴露条件下,as3mt的改变显著影响宿主代谢和肠道微生物,并可能引起体内对iAs代谢的变化。肠道菌群积极参与体内砷代谢,在避免外源性砷暴露方面起关键作用,为未来研究体内生物解毒提供一定的参考和支持。滥用抗生素会增加水产品中重金属Dorsomorphin溶解度积累,甚至增加食品安全风险。