近日，工程技术-材料科学领域国际重要期刊《Nano Today》发表了beat365官方网站何承勇、左正宏团队题为“Gut microbiota dysbiosis mediates mouse kidney fibrosis induced by black phosphorus quantum dots”的研究论文，该研究报告了肠道菌群在BPQDs纳米材料暴露诱导的肾脏损伤中的作用，对于评估纳米材料的安全性具有重要意义。

量子点(quantum dots, QDs)是一类直径约2-15 nm的半导体纳米材料。量子点具有优异的物理、化学和生物性能，在电子、光学器件、量子点电视、太阳能电池、生物传感器、医学影像、抗体标记、手术导航学等领域具有广泛应用，其发现者因此获得2023年诺贝尔化学奖。黑磷量子点(black phosphorus quantum dots, BPQDs)是一种新型的无机单元素QDs，在电子、能源、环境和生物医药等领域均具有应用潜力。随着 BPQDs 广泛研发和应用，可在生产、流通、使用等各个环节暴露于人体，对人群产生健康风险。课题组前期研究发现BPQDs会诱发肾脏毒性（Small，2020）、肺毒性（J Hazard Mater, 2021；Small Methods，2021）、糖代谢紊乱（Ecotoxicol Environ Saf，2022）以及心脏炎症损伤（J Environ Sci，2024）。

有研究表明，BPQDs在抑制致病菌方面具有良好的效果。然而，长期BPQDs暴露对体内共生菌，特别是肠道菌群的影响仍不清楚。在本研究中，小鼠连续28天灌胃0.1和1 mg/kg BPQDs会导致肠道菌群紊乱，乳酸杆菌的丰度降低，特别是罗伊氏乳酸杆菌（L.reu）含量显著降低。利用体外实验，证明BPQDs通过破坏乳酸杆菌细胞膜来抑制其生长。

与此同时，作者发现BPQDs引起肾脏T细胞活化、炎症和纤维化。那肠道菌群紊乱与慢性肾损伤之间什么关系呢？作者继而利用无菌（Germ free）小鼠暴露于BPQDs，发现无菌小鼠没有任何肾损伤，表明肠道微生物在BPQDs引起的慢性肾损伤中发挥关键作用。

一般认为乳酸杆菌是益生菌，作者继而给小鼠补充罗伊氏乳酸杆菌（L.reu）和含有乳酸杆菌的益生菌，发现两者均可以很好的挽救肾损伤，进一步表明肠道菌群紊乱介导了BPQDs引起的肾脏毒性。

肠道菌群紊乱如何介导慢性肾脏损伤呢？研究表明菌群的代谢产物可能发挥中介调控作用。本研究，作者发现BPQDs暴露降低了多种短链脂肪酸含量，特别是乙酸。而且，在上述乳酸杆菌补充实验中，乙酸含量也得恢复。因而，作者给予小鼠乙酸盐补充，发现也可以显著减轻BPQDs暴露引起的肾损伤。后续体外研究发现乙酸可以抑制T细胞的活化和肾小管上皮细胞的炎性损伤。

本研究首次报道了BPQDs抑制乳酸杆菌存活及对肠道菌群稳态的影响，揭示纳米颗粒经肠道菌群-代谢物-肾脏轴介导肾损伤机制，证明了罗伊氏乳杆菌、乙酸盐补充修复肠道菌群是保护纳米肾毒性的有效干预方式。

beat365官方网站/附属翔安医院何承勇副教授、左正宏教授为该文章的通讯作者，课题组成员阮锋凯（2020级博士研究生）为该文章第一作者，已毕业博士研究生曾洁，课题组成员刘常乾（2021级硕士研究生）、韩建蓉（2022级硕士研究生）等参与了本项研究。beat365官方网站肖能明教授在肾脏流式检测方面、beat365官方网站公共卫生学院王岱副教授在体外细菌试验方面提供大量的帮助与指导。该研究受到国家自然科学基金（32071301，22376174），福建省自然科学基金（2020J01027）以及广东省自然科学基金（2021A1515010136）的资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102203

（图/文 左正宏课题组）