小鼠体内混合微塑料颗粒的暴露及其对小鼠肠道微生物组和代谢组的影响

《Toxicological Sciences》：In vivo exposure of mixed microplastic particles in mice and its impacts on the murine gut microbiome and metabolome

微塑料对小鼠肠道菌群及血清代谢组的影响研究显示，经口给予不同剂量混合微塑料（聚苯乙烯、聚乙烯和聚乳酸-co-羟基乙酸）4周后，肠道菌群组成存在性别和剂量依赖性变化，并显著调控预测代谢通路。代谢组学分析发现低剂量组对氨基酸、糖代谢及炎症通路影响显著，同时肠道菌群与血清神经保护性短链脂肪酸水平变化相关，提示微塑料可能通过肠脑轴影响人类健康。

　　

摘要

由于全球塑料生产和废弃物的增加，微塑料（MPs）已成为一种新兴的环境污染物。微塑料被定义为直径小于5毫米的塑料颗粒，它们通过阳光、风化和微生物的作用从较大的塑料中分解产生。这些塑料化合物在水、土壤、食物以及人类的粪便和血液中广泛存在。肠道微生物组（常被称为我们的“第二基因组”）对人类健康至关重要，也是口服摄入的微塑料的主要接触点。为了研究摄入微塑料对肠道微生物组和代谢组的影响，研究人员将8周大的雄性和雌性C57BL/6小鼠每周两次（共4周）通过口服方式给予含有聚苯乙烯、聚乙烯和可生物降解/生物相容性塑料聚（乳酸-羟基乙酸）的混合物（浓度分别为0、2或4毫克/周，每组8只小鼠）。收集粪便样本用于提取细菌DNA并进行宏基因组测序，同时检测血清中的代谢物。最终共分析了1162种细菌和1437种代谢物。结果表明，微塑料暴露会导致肠道微生物组组成发生显著的性别差异和剂量依赖性变化，并对相关代谢途径产生显著影响。血清中的非靶向代谢组分析显示，低剂量微塑料对氨基酸代谢、糖代谢和炎症等关键代谢途径的影响更为明显。此外，针对短链脂肪酸（SCFAs）的代谢组分析发现，两种性别的神经保护性SCFAs水平均发生了显著变化。本研究表明，微塑料会扰乱肠道微生物组和血清代谢组，从而增加人类患病的风险。

微塑料 微生物组 代谢组学 肠-脑轴 聚苯乙烯 聚乙烯