基于秀丽隐杆线虫模型的淋浴凝胶微珠光老化行为及其神经毒性机制研究

本研究针对淋浴凝胶来源微塑料（SGMBs）在自然环境中的老化行为及生态风险，系统揭示了60天光老化SGMBs通过诱导环境持久性自由基（EPFRs）和活性氧（ROS）生成，导致秀丽隐杆线虫运动能力下降、5-羟色胺/谷氨酸/γ-氨基丁酸（GABA）能神经元损伤及神经递质相关基因表达紊乱的分子机制，为评估个人护理品微塑料的神经毒性提供了新视角。

　　

当我们每天使用含有磨砂颗粒的淋浴凝胶时，可能从未意识到这些微小的塑料珠正通过排水系统进入自然环境。这些来自个人护理用品（PCPs）的微塑料（MPs）——尤其是淋浴凝胶微珠（SGMBs），正在全球水体中积累，仅印度在2021年就排放了4.45×10¹⁹颗微珠。更令人担忧的是，这些微塑料在自然环境中会经历光老化过程，而目前大多数研究仅关注原始微塑料的毒性，对光老化后微塑料的生态风险知之甚少。

近期发表于《Journal of Environmental Management》的研究首次系统揭示了淋浴凝胶微珠的光老化行为及其神经毒性机制。该研究团队从市售淋浴凝胶中提取微珠，通过60天紫外模拟光老化处理，以模式生物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）为研究对象，发现光老化微珠会产生三类环境持久性自由基（EPFRs）和三种活性氧（ROS），并显著影响线虫的运动功能和神经系统。

在技术方法层面，研究人员采用动态光散射（DLS）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）等技术表征微珠理化性质，通过电子自旋共振（ESR）检测自由基，利用酶联免疫吸附测定（ELISA）分析神经递质含量，结合实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测基因表达，系统评估了光老化微珠的神经毒性效应。

表征SGMBs

研究发现光老化使SGMBs表面产生裂纹和孔洞，氧碳比升高，晶体结构改变，并检测到烷基、烷氧基和过氧基三类EPFRs，以及·OH、O₂^•?和¹O₂三种ROS。这些变化表明光老化过程显著改变了SGMBs的理化特性。

结论

研究证实长期光老化会增强SGMBs的神经毒性，其机制与EPFRs和ROS诱导的氧化应激密切相关。光老化SGMBs通过破坏5-羟色胺能、谷氨酸能和GABA能神经元，降低相关神经递质水平，并下调神经传递基因mod-1、eat-4、unc-30、unc-46和unc-49的表达，最终导致线虫运动功能障碍。相关性分析显示这些基因表达与神经递质水平和运动行为显著相关。

这项研究不仅阐明了光老化微塑料的神经毒性机制，更强调了在评估微塑料环境风险时考虑老化过程的重要性。随着个人护理用品消费量持续增长，深入了解微塑料在环境中的转化过程及其生态效应，对制定有效的环境管理策略具有重要指导意义。