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谈到塑料污染，我们首先会想到那些随手丢弃的塑料袋、塑料瓶。但其实，在我们注意不到的地方，塑料正在对人类和其他动物构成隐形的威胁。直径不足5微米的微塑料和更小的纳米塑料随处可见，有研究推算，我们每周吃下的微塑料相当于一张银行卡的质量。不久前的一项研究还发现，微塑料或纳米塑料（micro- and nanoplastics，MNP）颗粒在被小鼠食用后，会以极快的速度在体内穿行，
对于MNP的健康危害，此前的研究亦有些许发现，例如可能导致生殖毒性、破坏肠道菌群，以及对呼吸系统造成损伤。不过，MNP对免疫系统的影响仍然未知。
图片来源：123RF
最近，苏州大学汪超教授团队与林芳教授团队合作，在一项发表于Cell Reports的研究中给出了答案：塑料颗粒越小，问题越大。研究团队在小鼠实验中发现，由饮食摄入的纳米塑料会诱导肠道内巨噬细胞IL-1β信号，通过脑-肠轴对认知和短期记忆能力造成损伤。
在这项研究中，研究团队分别在小鼠的饮食中掺入微塑料（直径约5微米）和纳米塑料（直径约500纳米），结果后者的肠道中出现了更强的免疫反应。进一步观测发现，这些颗粒被巨噬细胞吞噬、进入溶酶体。在这里，这些难以降解的颗粒会诱导溶酶体损伤。相比之下，纳米塑料更容易被吞噬，诱导的溶酶体损伤也更严重，进而导致这些小鼠的肠道中产生更多的促炎细胞因子——白细胞介素1β（IL-1β）。
▲纳米塑料造成溶酶体损伤的通路（图片来源：参考资料[1]）
接下来，研究团队借助单细胞测序，在进食了纳米塑料的小鼠肠道中鉴定出高表达IL-1β的巨噬细胞群，正是它们产生了大量IL-1β信号。那么，这些IL-1β信号会影响到肠道之外的部位吗？
近年来，脑-肠轴受到了越来越多的关注，有研究指出肠道炎症会影响大脑。因此，研究团队也进一步分析了进食纳米塑料的小鼠的认知变化。在两个月的时间内，这些小鼠按照相当于人类日常摄入量的剂量摄取纳米塑料。随后，研究团队对小鼠进行了水迷宫、新物体识别等行为测试，发现这些小鼠的认知表现和短期记忆力下降。
此外，细胞水平的检测也显示，相比于对照组，它们的脑部含有更多活化的小胶质细胞、星形胶质细胞，Th17的分化和增殖也得到了促进。这些脑部稳态的改变，可能就是纳米塑料导致小鼠认知和记忆能力下降的潜在诱因。
研究团队还发现，这些小鼠大脑中的IL-1β升高，但在脑部没有找到能产生IL-1β的细胞，这表明是肠道中的巨噬细胞产生了IL-1β，并通过脑-肠轴引起脑部的变化。
▲纳米塑料通过脑-肠轴对小鼠的脑部功能造成影响（图片来源：参考资料[1]）
不过，这项研究带来的也不止是坏消息。在摄入纳米塑料两个月后，使用单克隆抗体或化学抑制剂阻断IL-1β，可以缓解认知和短期记忆的下降。此外，在停止纳米塑料摄入一个月后，这些小鼠在行为学测试中也恢复至正常小鼠的水平。
因此研究人员表示，这种影响不是永久性的，还有挽救的余地。同时，这也为我们提供了一个修复全球塑料污染的全新理由。
参考资料：
[1] Yang Q, Dai H, Cheng Y, et al. Oral feeding of nanoplastics affects brain function of mice by inducing macrophage IL-1 signal in the intestine. Cell Reports. 2023;42(4). doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112346
[2] Nanoplastic Ingestion Causes Neurological Deficits. Retrieved June 5, 2023 from https://www.the-scientist.com/news-opinion/nanoplastic-ingestion-causes-neurological-deficits-71152
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