Reconsidering the Use of Dimethyl Sulfoxide for Xenobiotic-Gut Microbiota Interaction Studies
这项研究表明，常用于异物-肠道微生物群研究的溶剂二甲基亚砜（DMSO），会独立改变微生物代谢并富集脱硫单胞菌（*Desulfovibrio desulfuricans*），从而可能对关于黄曲霉毒素B1和伏马毒素B1等毒素实验结果的解释产生混淆。
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在人体内部，消化道不仅仅是一个处理食物的管道；它是一个繁忙且人口密集的生态系统。数以万亿计的微观生物（统称为肠道微生物群）生活在那里，通过复杂的群落协作，帮助宿主消化营养、训练免疫系统，甚至与大脑进行交流。这些微小的居民对环境非常敏感。当外来化学物质进入人体时——无论是来自药物、污染还是食物污染物——它们都可能破坏这种微妙的平衡，从而可能导致疾病。为了了解这些化学物质如何影响肠道，科学家经常在实验室中研究微生物群。他们在玻璃容器中培养人类肠道细菌样本，并加入特定的化学物质以观察群落的反应。然而，由于许多此类化学物质不易溶于水，因此研究人员必须先将其混合在液体溶剂中，以便将其引入培养物中。几十年来，一种名为二甲基亚砜（DMSO）的化学物质一直是这项工作的标准选择。它具有溶解难溶物质的强大能力，且科学家们普遍认为，在少量使用时，它是化学惰性的，仅作为一个沉默的载体，不会干扰其旨在研究的细菌。
一项新的研究挑战了这一长期以来的假设，揭示了溶剂本身可能才是房间里最响亮的声音。亚利桑那州立大学的研究人员着手测试肠道微生物群如何应对两种常见的食物污染物：黄曲霉毒素 B1 和伏马毒素 B1。这些是霉菌产生的有毒物质，经常污染玉米等农作物。为了研究它们，团队在受控的无氧环境中培养了十六天的人类肠道细菌。他们以不同低浓度的毒素进行添加，并将毒素溶解在 DMSO 中。至关重要的是，他们还设置了一个对照组，其中细菌仅暴露在 DMSO 中（不含任何毒素），以及另一个完全不含 DMSO 的对照组。这种设置使他们能够将毒素的影响与溶剂的影响区分开来。结果令人震惊。虽然毒素本身仅引起轻微且暂时的变化，但 DMSO 的存在却引发了细菌群落的重大转变。随着时间的推移，DMSO 成为一种强大的选择性力量，导致一种特定类型的细菌——脱硫弧菌（Desulfovibrio desulfuricans）迅速繁殖并占据主导地位。这种爆发现象与毒素的含量多少无关，这表明是溶剂驱动了生物学变化，而非污染物。
这种由溶剂驱动的转变影响不仅限于细菌数量；它还改变了肠道环境本身的化学性质。与不含溶剂的组别相比，存在 DMSO 的细菌产生了不同数量的气体和脂肪酸。具体而言，DMSO 的存在导致甲烷产量显著下降，二氧化碳产量上升，同时也改变了为肠道细胞壁提供能量的有益脂肪酸水平。研究人员发现，细菌很可能将 DMSO 作为一种食物来源或能量来源，这种代谢过程改变了整个群落的行为。由于这种变化在所有毒素组中都如此深刻且一致，它实际上掩盖了毒素可能产生的任何特定影响。换句话说，如果科学家只观察生长在含 DMSO 试管中的细菌，他们可能会错误地将这些变化归因于毒素，而实际上，溶剂才是主要原因。
这一发现表明，过去许多研究调查化学物质如何与肠道相互作用的研究可能需要重新评估。如果研究人员没有包含一个不含溶剂的对照组，他们观察到的可能就是载体液体的效应，而非他们原本想要研究的物质。该研究并未声称 DMSO 在实验剂量下对人体健康有害，但它强调了实验设计中的一个关键缺陷：即假设溶剂对微生物组是“隐形”的。研究人员指出，在活体动物或人体内，身体可能会快速处理该溶剂，从而防止此类转变发生。然而，在溶剂直接与细菌共存的玻璃罐中，其影响是不可忽视的。研究结论是，为了真正理解污染物或药物如何影响我们的内部生态系统，科学家必须首先严格测试他们的溶剂。他们需要确保用于传递化学物质的工具不会在无意中改写他们试图讲述的故事。
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