微塑料已经逐渐成为全球性的环境污染问题，并且可能危害人类和动物的健康。近年来，大量研究表明微塑料能够对各种生物产生毒性作用。同时肠道菌群也被研究证明与宿主健康密切相关，并且肠道微生物已经成为一些环境污染物的毒性靶点，环境污染物通过影响肠道菌群的结构从而对宿主健康造成影响。微塑料近年来已表明能够和微生物相互作用，也可以作为其他一些环境污染物如有机污染物的载体，间接与微生物相互作用。本研究主要探究不同粒径微塑料对小鼠肠道菌群的变化以及代谢的影响。
　　首先，在小鼠饮用水中添加含0.5和50μm粒径的聚苯乙烯微塑料，浓度分别为100和1000μg/L，暴露5周来初步探究微塑料对小鼠的毒性作用。结果显示，高浓度0.5和50μm粒径的聚苯乙烯微塑料处理组能够显著降低小鼠体重、肝脏体重比以及附睾脂肪体重比；微塑料处理能够显著降低小鼠肠道黏液分泌；16SrRNA基因测序表明了微塑料处理改变了小鼠盲肠内容物中肠道菌群的丰富度和多样性；此外，肝脏中甘油三酯（TG）和胆固醇（TCH）的水平在高浓度微塑料处理组中显著下降；与脂质代谢相关的关键基因如Pk、Fat、Fatp2、Ppar-α和Ppar-γ等基因的表达水平在微塑料处理后发生了改变。研究结果表明，0.5和50μm粒径的聚苯乙烯微塑料能够改变小鼠肠道微生物组成和引起肝脏脂质代谢异常。
　　其次，为了进一步解析微塑料对小鼠的毒性作用，选用正常的和带绿色荧光的5μm聚苯乙烯微塑料对小鼠进行暴露6周来较全面探究微塑料对小鼠的毒性作用。结果显示，绿色荧光微塑料能够在小鼠肠道中被观察到；微塑料暴露能够显著降低肠道黏液分泌和离子转运相关基因的表达，表明微塑料暴露能够造成小鼠肠道屏障功能障碍；通过16SrRNA基因测序表明微塑料暴露能够在门和属水平上显著改变肠道微生物组成；通过非衍生串联质谱（Non-derivatizedMS/MS）测定了血清中琥珀酰丙酮、11种氨基酸和25种肉碱的含量，结果发现血清中的琥珀酰丙酮、7种氨基酸和5种肉碱的浓度都被显著改变；通过超高效液相色谱-串联质谱联用技术（UPLC-MS/MS）检测血清中胆汁酸的组成变化，结果显示β鼠胆酸（βMCA）、牛磺酸胆酸（TCA）、牛磺酸ω鼠胆酸（TωMCA）和牛磺酸β鼠胆酸（TβMCA）的浓度发生了显著变化。研究结果表明，微塑料能够蓄积在小鼠肠道内，造成小鼠肠道屏障功能障碍、菌群失调和代谢紊乱。
　　最后，为了验证微塑料对肠道屏障功能的损坏，选用肠道屏障模型细胞人结肠癌细胞系（Caco-2）作为受试对象，用微塑料分别暴露24和72h来探究微塑料对Caco-2细胞系的影响。结果表明，微塑料没有明显降低细胞存活率，表明聚苯乙烯微塑料具有较低的细胞毒性；在暴露72h后，微塑料对促凋亡基因p53和Caspase-9的转录水平有着明显的上调作用；微塑料还能够降低一些紧密连接组件相关基因的表达水平。以上结果表明微塑料能够对Caco-2细胞产生凋亡作用，并且可能破坏肠道中紧密连接组件，从而对肠道通透性进行破坏，进一步造成肠道屏障功能受损。
　　综上，微塑料能够引起小鼠肠道菌群失调和代谢紊乱，并且能够引起肠道屏障功能受损。这些为哺乳动物中微塑料的毒性作用提供了基础数据，以帮助评估微塑料对动物健康的风险。