成功鑒定微塑料引入大腦引起細(xì)胞凋亡的原因和細(xì)胞生理學(xué)

每年有 800 萬(wàn)噸的塑料垃圾通過(guò)持續(xù)暴露在紫外線和海浪中而變成微塑料 (MPs)。這些 MP 被浮游生物等低級(jí)生物消耗，對(duì)處于食物鏈頂端的人類(lèi)構(gòu)成威脅。

為了闡明MPs的危害，研究小組進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，其中給小鼠口服2?或更小的MPs，持續(xù)7天。研究小組發(fā)現(xiàn)，2?或更小的納米塑料甚至可以穿過(guò)阻止大腦吸收有害物質(zhì)的“血腦屏障”。觀察到諸如 MP 之類(lèi)的固體穿過(guò)腦-血-腦屏障是非常不尋常的。

此外，該團(tuán)隊(duì)還通過(guò)應(yīng)用免疫組織化學(xué)揭示了 MPs 在大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞中積累。通過(guò)對(duì)不同大小(0.2?、2?、10?)的MPs進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，該團(tuán)隊(duì)能夠證實(shí)小于2?的MPs在小膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中積累[1]，并顯著降低細(xì)胞增殖幾十小時(shí)后的能力。研究小組解釋說(shuō)，小膠質(zhì)細(xì)胞將 MP 識(shí)別為外部威脅，導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬作用，從而在細(xì)胞形態(tài)發(fā)生變化后導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。

該團(tuán)隊(duì)還證實(shí)了 MPs 對(duì)小鼠大腦的影響，以及分子生物學(xué)水平上免疫反應(yīng)的變化。從 MPS 給藥的早期階段開(kāi)始，在小膠質(zhì)細(xì)胞中特異性表達(dá)的 M1 標(biāo)志物和 M2 巨噬細(xì)胞標(biāo)志物就減少了。7天后，兩種標(biāo)志物均急劇下降，細(xì)胞凋亡迅速增加。這種減少表明，當(dāng) MPs 在一段時(shí)間內(nèi)積累時(shí)，它們可以作為神經(jīng)毒性物質(zhì)，誘導(dǎo)大腦細(xì)胞凋亡。

DGIST生物技術(shù)部高級(jí)研究員Choi博士評(píng)論說(shuō)：“研究表明，MPs，特別是2?或更小的MPs，即使在7天內(nèi)短期攝入后也開(kāi)始沉積在大腦中，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡、免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)的改變。他進(jìn)一步提到，“基于這項(xiàng)研究的結(jié)果，我們計(jì)劃進(jìn)行額外的研究，以進(jìn)一步揭示 MPs 的大腦積累和神經(jīng)毒性機(jī)制。”

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