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研究方法和過程

圖丨原報(bào)告

已有研究指出，塑料的全球年產(chǎn)量已從1950年的150萬(wàn)噸飆升至2019年的3.68億噸。然而，大多數(shù)塑料廢品難以回收，給農(nóng)田、水道、海洋等自然環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染。

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此外，通過機(jī)械磨損、紫外線輻射、生物降解等方式，大分子塑料還會(huì)分解成微塑料（平均粒徑在1納米到5微米之間的塑料顆粒）和納米塑料（平均粒徑小于1納米的塑料顆粒）。研究發(fā)現(xiàn)，微塑料和納米塑料顆粒大量存在于大氣、水體和土壤等自然環(huán)境中，它們很容易通過空氣、食物、飲用水等進(jìn)入動(dòng)物和人類體內(nèi)，對(duì)動(dòng)物和人類健康構(gòu)成潛在的威脅。

目前，已有大量文獻(xiàn)報(bào)道了塑料降解顆粒對(duì)成年動(dòng)物的毒性作用，但其對(duì)胎兒神經(jīng)發(fā)育的潛在毒性尚不清楚。在這樣的背景下，報(bào)告通過將孕鼠暴露于不同粒徑大小和不同表面修飾的塑料顆粒之下，并采用熒光標(biāo)記、基因組測(cè)序、行為測(cè)試等方法，深入探究了塑料顆粒對(duì)胎兒神經(jīng)發(fā)育的影響，其主要發(fā)現(xiàn)如下：

報(bào)告發(fā)現(xiàn)，孕期母鼠攝入的微塑料和納米塑料會(huì)分布在母鼠的胃、大腸、小腸、子宮和胎盤中，而在胎兒體內(nèi)，在其胸部、腹部以及大腦都檢測(cè)到了納米塑料。

此外，與單獨(dú)暴露在納米塑料環(huán)境的情況相比，當(dāng)母鼠暴露于微塑料和納米塑料的混合物時(shí)，胎兒大腦中蓄積的納米顆粒會(huì)增多。

因此，報(bào)告推測(cè)，微塑料的存在可以幫助納米塑料破壞母體的胎盤屏障，促進(jìn)納米塑料進(jìn)入胎兒大腦。

通過對(duì)胎兒丘腦組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，報(bào)告發(fā)現(xiàn)，塑料顆粒誘導(dǎo)的差異表達(dá)基因主要富集在與氧化磷酸化和γ-氨基丁酸（GABA）突觸相關(guān)的通路，并通過誘導(dǎo)氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡以及加大細(xì)胞間隙、阻礙GABA能神經(jīng)傳遞等方式影響胎兒丘腦基因的正常表達(dá)。

報(bào)告發(fā)現(xiàn)，母鼠暴露在塑料顆粒環(huán)境后，胎兒丘腦中的谷氨酸脫羧酶2（GABA合成的關(guān)鍵酶）數(shù)量有所下降，總抗氧化能力水平也有所下降。而且，與單獨(dú)暴露在納米顆粒環(huán)境相比，同時(shí)暴露在微塑料和納米塑料環(huán)境中，總抗氧化能力水平進(jìn)一步下降。

報(bào)告認(rèn)為，這些結(jié)果表明納米塑料會(huì)抑制胎兒大腦發(fā)育，而微塑料可以促進(jìn)更多的納米顆粒進(jìn)入胎兒大腦，進(jìn)一步增強(qiáng)納米塑料的神經(jīng)毒性。

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胎兒大腦富含脂質(zhì)，但抗氧化劑含量低，這可能使其容易受到氧化應(yīng)激的影響。通過高通量測(cè)序，報(bào)告發(fā)現(xiàn)，納米塑料在機(jī)體的累積改變了與氧化磷酸化相關(guān)的途徑，誘導(dǎo)產(chǎn)生更多的活性氧。然而，過量的活性氧對(duì)神經(jīng)組織有害，會(huì)抑制丘腦GABA的合成，減少GABA向前額葉皮層和杏仁核（控制情緒的重要神經(jīng)區(qū)域）的釋放，影響機(jī)體對(duì)焦慮情緒的調(diào)節(jié)功能，從而使后代產(chǎn)生焦慮樣行為。因此，報(bào)告推測(cè)，納米塑料誘導(dǎo)產(chǎn)生過量的活性氧可能是導(dǎo)致后代焦慮樣行為的原因。

焦慮樣行為是自閉癥、抑郁癥、精神分裂癥、阿爾茨海默病和帕金森病的促發(fā)因素，因此，報(bào)告認(rèn)為，暴露在納米塑料環(huán)境會(huì)增加動(dòng)物患神經(jīng)疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

既然過多的活性氧是焦慮樣行為出現(xiàn)的原因，報(bào)告繼續(xù)探究在懷孕期間向母鼠外源性添加抗氧化劑是否會(huì)減輕塑料顆粒誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和后代的焦慮樣行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過補(bǔ)充抗氧化劑，胎兒丘腦中的總抗氧化水平有所提高，神經(jīng)元的凋亡率有所下降，其前額葉皮質(zhì)和杏仁核GABA遞質(zhì)水平得到提高，焦慮樣行為也得到逆轉(zhuǎn)。

綜上所述，報(bào)告發(fā)現(xiàn)，聚苯乙烯納米顆粒會(huì)通過誘導(dǎo)氧化損傷、抑制GABA合成、引發(fā)細(xì)胞凋亡等方式對(duì)胎兒大腦的發(fā)育產(chǎn)生負(fù)面影響，進(jìn)而導(dǎo)致成年后代出現(xiàn)焦慮樣行為，提高其患神經(jīng)疾病的風(fēng)險(xiǎn)，而補(bǔ)充抗氧化劑可以逆轉(zhuǎn)焦慮樣行為。因此，報(bào)告指出，抗氧化劑的應(yīng)用將是防止人類健康受到塑料顆粒威脅的一種潛在方法。

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編輯：李銳、擺脫塑縛