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作为近年来备受关注的污染物,微塑料(直径<5mm)在食品中被检测出的报道不断增多,如:啤酒、蜂蜜、食盐等。微塑料因其微小的尺寸能随着食物链进入生物体并造成各种不利影响。进入人体的微塑料在肠道累积后造成危害的研究仍少有报道。本课题通过体外实验和体内实验研究微塑料对肠道的影响。体外实验主要研究20、200 nm聚苯乙烯(Polystyrene,PS)对Caco-2细胞的毒性机制。体内实验方面,将过1000目筛的聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)、尼龙66(Polyadiohexylenediamine,PA66)对C57BL/6小鼠进行灌胃,每种塑料设置两个剂量组(3,30 mg微塑料/kg体重),研究不同种类微塑料对小鼠血清脂代谢、肠道免疫以及肠道菌群变化的影响。具体研究内容与结果如下:1.20 nm PS(PS20)、200 nm PS(PS200)与Caco-2细胞共培养6 h后,PS20浓度为80μg/m L时细胞活力显著下降,PS200浓度在100μg/m L时微观察到细胞活力的显著变化。活性氧(ROS)水平、乳酸脱氢酶(LDH)释放、谷胱甘肽(GSH)测定结果表明PS20和PS200对Caco-2细胞毒性影响呈浓度依赖性,并且PS20对细胞的影响大于PS200。通过免疫荧光实验观察到PS进入细胞的溶酶体,同时发现大量的PS20与线粒体发生共定位。应用JC-1荧光探针检测细胞线粒体膜电位,结果显示PS20诱导细胞发生严重的线粒体膜电位去极化,致使细胞发生凋亡。流式细胞实验结果与线粒体膜电位检测结果一致,PS20浓度为20μg/m L的时候诱导细胞发生早期凋亡,PS20浓度达80μg/m L时诱导细胞发生晚期凋亡。2.选取6周周龄雄性C57BL/6小鼠,随机分组后使用微塑料连续对小鼠灌胃4周。PET、PVC、PA66小鼠体重显著下降。PS、PE、PET、PVC、PA66处理对小鼠肝系数、肾系数、脾系数无显著影响,但引起了血清中总甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的代谢紊乱。3.基于宿主基因表达,分析回肠与结肠黏蛋白基因(MUC2、MUC3)、微生物识别受体(TLR2、TLR4、NOD2)、调节因子(Fox P3、GPR43)、炎性细胞因子(IL-10)以及转化生长因子(TGF-β)的转录水平,以确定不同种类微塑料对肠道的影响。本研究所用的5种微塑料对回肠TLR2、TLR4、NOD2转录水平的下调作用普遍大于结肠。各实验组处理后出现的Fox P3、IL-10、TGF-β转录水平下调说明微塑料具有损伤肠道免疫功能的潜力。4.通过16S rRNA高通量测序,研究不同种类微塑料对小鼠肠道菌群的影响。结果表明,PS、PE、PET、PVC、PA66改变了小鼠肠道微生物的Alpha多样性与Beta多样性,显著降低了乳杆菌属的相对丰度。灌胃时间达4周后,小鼠肠道中厚壁菌门的相对丰度显著降低。在种水平上,高剂量PS、PET、PVC、PA66组显著增加了Akkermansia_muciniphila的相对丰度。