聚乳酸微塑料通过铁死亡途径诱导心肌细胞衰老导致青少年心脏纤维化的机制研究

《Toxicology》：Adolescent exposure to polylactic acid microplastics causes cardiac fibrosis by promoting cardiomyocyte senescence

本文首次揭示可生物降解的聚乳酸微塑料（PLA-MPs）通过激活铁死亡（ferroptosis）通路诱导心肌细胞衰老，进而引发青少年小鼠心脏纤维化的新机制。研究结合体内外实验证实，PLA-MPs通过ACSL4-GPX4轴促进脂质过氧化和亚铁离子积累，显著上调衰老标志物SA-β-Gal、p16、p21和γH2AX，为生物可降解塑料的心血管毒性评估提供了关键证据。

　　

Highlight

人群研究与动物实验表明，微塑料（MPs）暴露与心血管不良结局密切相关。然而，目前所有关于MPs诱导心脏毒性的研究均局限于传统石油基塑料，而对聚乳酸（PLA）材料制成的“生物塑料”潜在心脏损伤尚属空白。本研究首次揭示PLA-MPs通过铁死亡（ferroptosis）途径驱动心肌细胞衰老，进而加速心脏纤维化进程。

Discussion

本研究首次证实PLA-MPs在青少年小鼠中引发心肌细胞排列紊乱、心肌壁变薄和纤维化。机制上，PLA-MPs通过调控ACSL4-GPX4轴促进脂质过氧化，导致亚铁离子蓄积并触发铁死亡，进而激活衰老相关表型（如SA-β-Gal活性升高，p16、p21、γH2AX表达上调）。铁死亡抑制剂Fer-1可逆转上述效应，提示铁死亡是PLA-MPs诱导心脏衰老的关键通路。与传统石油基MPs通过细胞焦亡（pyroptosis）或线粒体功能障碍致心损伤不同，PLA-MPs的毒性路径具有独特性。

Conclusion

综上，青少年期暴露于PLA-MPs可通过铁死亡-衰老轴干扰心脏发育，为生物可降解塑料的心血管风险评估提供了新视角。