【摘 要】
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研究目的微塑料（Microplastics,MPs）是尺寸小于5 mm的塑料颗粒,包括尺寸在1 nm至1000 nm的纳米塑料（Nanoplastics,NPs）。MPs和NPs可因工业需要直接生产,或环境废弃塑料经机械、化学和生物作用逐渐分解形成。通过动物对环境中MPs的摄取,以及在食品加工、包装中的污染等,MPs已广泛进入了人类日常消费的食品中。有证据表明MPs可被人体吸收并进入血液循环及机体
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研究目的微塑料（Microplastics,MPs）是尺寸小于5 mm的塑料颗粒,包括尺寸在1 nm至1000 nm的纳米塑料（Nanoplastics,NPs）。MPs和NPs可因工业需要直接生产,或环境废弃塑料经机械、化学和生物作用逐渐分解形成。通过动物对环境中MPs的摄取,以及在食品加工、包装中的污染等,MPs已广泛进入了人类日常消费的食品中。有证据表明MPs可被人体吸收并进入血液循环及机体组织。采用水生生物进行的研究表明,神经系统是MPs敏感的作用靶点。但MPs是否能够透过哺乳动物的血脑屏障并导致神经毒性尚不清楚。本研究采用50nm聚苯乙烯纳米塑料（polystyrene Nanoplastics,PS-NPs）作为MPs的代表,观察了 MPs对小鼠血脑屏障（blood-brainbarrier,BBB）的损害作用,以及对小胶质细胞和神经元细胞的损伤。同时,采用体外细胞实验的方法阐明MPs神经毒性的潜在机制,以期为MPs对哺乳动物和人类健康的潜在威胁提供可以借鉴的依据。研究方法体内实验采用小鼠经口染毒PS-NPs 7d,首先观察PS-NPs对小鼠血脑屏障通透性的改变,以及在脑组织中蓄积的情况。其次,脑组织切片病理染色并观察小胶质细胞激活和神经元损伤情况。体外实验采用永生化人脑微血管内皮细胞（human cerebralmicrovascularendothelial cell,hCMEC/D3）探究 PS-NPs 损伤 BBB 的潜在机制。同时,采用BV2小鼠小胶质细胞和HT-22小鼠海马神经元细胞观察PS-NPs对小胶质细胞和神经元细胞的影响,以及激活小胶质细胞对神经元的损伤作用。实验结果体内实验结果表明,PS-NPs（0.5-50 mg/kg.bw）诱导BBB通透性增加,并在小鼠脑内呈剂量依赖性累积。此外,PS-NPs被小胶质细胞吞噬,导致小胶质细胞激活以及神经元损伤。体外实验结果表明,PS-NPs可以被hCMEC/D3细胞吞噬并蓄积在细胞中,导致细胞活力下降、活性氧（reactive oxygen species,ROS）产生、核因子 kappa-B（nuclear factor kappa-B,NF-κB）激活、培养基中肿瘤坏死因子α（tumornecrosis factorsα,TNF-α）水平升高以及程序性坏死（Necroptosis）。同时,PS-NPs暴露导致hCMEC/D3形成的紧密连接（tightjunction,TJ）受到损伤,表现为跨内皮细胞电阻值（transendothelial electrical resistance,TEER）下降和紧密连接组分闭合蛋白（Occludin）表达减少。此外,PS-NPs暴露导致BV2细胞显著激活,导致ROS大量产生、TNF-α和IL-1β大量释放;采用BV2细胞激活的条件培养基培养HT-22,观察到激活小胶质细胞释放的神经毒性物质导致了 HT-22细胞形态变化和细胞活力下降。结论PS-NPs可使小鼠BBB通透性增加,进入并蓄积在大脑组织中,激活小胶质细胞并诱导神经元发生退行性病变。PS-NPs可以通过细胞旁途径和细胞内吞途径透过脑微血管内皮细胞单层,导致内皮细胞程序性坏死。同时,BV2细胞吞噬PS-NPs并显著激活,释放出大量炎性因子,导致HT-22细胞形态改变和细胞活力下降,提示微塑料可能通过激活小胶质细胞损伤神经元。
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