纳米二氧化钛长期低剂量膳食摄入诱发肠道菌群紊乱进而导致免疫功能异常的机制研究

With the development of economy, more and more nanomaterials have been used in food, which have brought new challenges to food safety due to their special physical and chemical properties. It is urgent and significant to develop more sensitive safety assessment strategies for nanomaterials to guarantee the security applications of nanomaterials in food. This project will employ a variety of mouse models and the latest gut microbiota analyses strategy to investigate: 1) how long-term and low doses of dietary intake of nano titanium dioxide induce intestinal inflammation and autoimmune disease, and the major factors; 2) how long-term and low doses of dietary intake of nanometer titanium dioxide cause gut microbiota dysbiosis, and the key effect strains; and 3) the role of intestinal microbiota dysbiosis in long-term dietary intake of nanometer titanium dioxide induced immunological abnormality. The implementation of this project will provide rational approaches and scientific support to establish modern safety evaluation system for nanomaterials in food, thus promote food safety in China.

随着经济的发展，越来越多的纳米材料被用于食品中，其特殊的理化性质给食品安全带来了新的挑战。目前还缺乏对纳米材料健康效应进行评估的权威方法，因此继续发展新的更加灵敏的安全性评估策略，以保证食品纳米材料的安全应用。本项目将采用多种小鼠模型和最新生物学技术，以肠道菌群为重点研究内容，研究：1）纳米二氧化钛长期低剂量膳食摄入对肠道炎症和自身免疫疾病发生的诱导作用及主要影响因素；2）纳米二氧化钛长期低剂量膳食摄入对肠道菌群稳态的影响及关键效应菌株；3）肠道菌群紊乱对纳米二氧化钛长期膳食摄入诱导小鼠免疫功能异常的介导作用。本项目的实施将为建立现代食品纳米材料安全评价体系提供理论基础和科学支撑，从而有助于防止食品污染，保证人民健康。

随着经济的发展，越来越多的纳米材料被用于食品中，其特殊的理化性质给食品安全带来了新的挑战。二氧化钛是我国应用最广泛的食品添加剂之一，目前还缺乏对纳米形态二氧化钛膳食摄入的健康效应的系统评估，因此有必要采用最新的更加灵敏和准确的研究手段和策略，研究真实暴露条件下的纳米二氧化钛的潜在毒性效应和健康风险。项目组采用多种模型，系统研究了膳食来源的纳米二氧化钛长期低剂量暴露对机体免疫功能异常的影响及相关作用机制，发现：1）允许剂量范围内的纳米二氧化钛膳食暴露不造成明显的系统性毒性损伤，但会增加机体的炎症水平，并且其对机体的影响会随着暴露时间的延长而增大；2）纳米二氧化钛长期低剂量膳食暴露不造成肠道菌群的系统性紊乱和多样性降低，但能造成特定菌种包括有益菌株的水平异常，从而产生健康风险；3）纳米二氧化钛能诱导巨噬细胞进入一种特定的活化状态，使其炎症水平增加而先天免疫功能降低；4）在外界刺激或感染情况下，纳米二氧化钛暴露能加剧机体的反应程度，从而产生潜在的健康危害。研究成果发表SCI学术论文7篇，申请专利3项，发表译著1部。本项目的研究不仅有助于阐明纳米二氧化钛在膳食摄入条件下的生物学效应和潜在健康风险，也为建立现代食品纳米材料安全评价体系提供理论基础和科学支撑，从而有助于改善食品卫生，保证人民健康。