在单细胞水平上，微塑料和纳米塑料（MNPs）的暴露会损害胎盘功能及细胞动态

《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Micro- and nanoplastic (MNPs) exposure at single-cell resolution impaired placental function and cellular dynamics

微纳米塑料（MNPs）通过影响胎盘免疫细胞、滋养层细胞和成纤维细胞的代谢与功能，导致胎盘屏障破坏和细胞通讯紊乱，长期暴露可能引发胎盘功能障碍和胎儿异常。

　　微塑料和纳米塑料（MNPs）作为新型环境污染物，其对人类健康的影响正引起广泛关注。随着塑料污染的加剧，MNPs在自然环境中广泛存在，并通过多种途径进入人体，包括饮食摄入、空气吸入和皮肤接触。研究发现，MNPs不仅可能影响母体健康，还可能通过胎盘屏障对胎儿产生潜在危害。胎盘作为母体与胎儿之间的重要连接组织，承担着营养交换、免疫调节和防御功能，其功能障碍与妊娠并发症及不良后代结局密切相关。因此，深入理解MNPs对胎盘的影响机制，对于评估环境塑料污染对生殖健康的长期风险具有重要意义。

本研究采用多组学整合方法，对小鼠胎盘组织中MNPs暴露引起的细胞动态变化进行了系统分析。通过单细胞核RNA测序（snRNA-seq），研究人员成功识别了胎盘中的14种主要细胞类型，包括滋养层细胞、免疫细胞和成纤维细胞等。分析结果表明，MNPs暴露显著改变了滋养层细胞、巨噬细胞和成纤维细胞的亚群基因表达模式，提示胎盘可能通过适应性反应来应对毒性压力。例如，滋养层细胞中与内质网应激和外源性物质清除相关的基因表达上调，而成纤维细胞中涉及细胞外基质（ECM）重塑的通路也显示出明显的变化。这些分子层面的调整可能反映了胎盘对MNPs的防御机制，但若暴露时间过长或浓度过高，这种代偿性反应可能不足以维持胎盘稳态，最终导致功能障碍。

为了进一步揭示MNPs对胎盘细胞的影响，研究团队还结合了代谢组学和蛋白质组学分析。代谢组学结果显示，MNPs暴露显著影响了胎盘组织中的代谢通路，包括嘌呤代谢、氨基酸和糖类代谢，以及不饱和脂肪酸生物合成等。这些变化可能与胎盘的适应性调整有关，同时也可能对胎儿发育产生不利影响。蛋白质组学分析则揭示了胎盘中423种差异表达蛋白的变化，其中部分蛋白的表达下调可能与DNA复制、细胞周期进展和核糖体功能相关，而另一些蛋白的表达上调则与膜蛋白和ECM成分相关。这些结果提示，MNPs可能通过干扰胎盘的生物合成和能量产生过程，影响其正常功能。

值得注意的是，研究还发现MNPs暴露导致胎盘细胞间的通信显著减少，包括脂质转运、细胞黏附和免疫稳态等关键通路的信号传递减弱。同时，纤维细胞和巨噬细胞之间的相互作用增强，这可能反映了胎盘组织在应对MNPs时的局部免疫激活和结构重塑。这些细胞间通信的变化可能与胎盘功能的紊乱密切相关，进一步说明MNPs对胎盘微环境的复杂影响。此外，RNA速度分析（RNA velocity）显示，MNPs暴露可能改变了滋养层细胞的分化概率和某些亚群的扩增趋势，尽管这些结果仍需进一步的功能实验验证。

本研究的发现不仅揭示了MNPs对胎盘细胞的影响，还为未来研究提供了重要的基础数据。通过整合单细胞转录组学、代谢组学和蛋白质组学数据，研究人员构建了一个多层次的胎盘响应图谱，展示了MNPs暴露如何影响胎盘的结构、功能和分子机制。这些结果有助于理解环境塑料污染对生殖健康的潜在威胁，并为开发有效的防护策略提供了科学依据。然而，研究也指出，由于采用的是短期暴露模型，且未直接评估妊娠结局或胎儿发育情况，因此其结论在应用于人类时仍需谨慎。未来的研究应结合靶向生物化学实验、组织病理学分析和长期体内评估，以更全面地阐明MNPs暴露对胎盘功能的影响及其对后代健康的具体后果。

此外，本研究还强调了多组学方法在环境毒理学研究中的重要性。通过整合不同层次的数据，研究人员能够更全面地解析MNPs暴露对胎盘的多方面影响，包括基因表达、代谢变化和蛋白质水平的调整。这种方法不仅提高了研究的分辨率，还揭示了潜在的细胞间通信模式和分子通路的变化，为环境污染物的毒理学评估提供了新的视角。研究结果表明，MNPs可能通过干扰胎盘的稳态维持机制，导致其功能障碍，进而影响妊娠过程和胎儿健康。因此，未来的研究应关注如何通过干预手段减轻MNPs对胎盘的毒性作用，例如通过增强胎盘的代谢适应能力或调控免疫反应，以降低环境塑料污染对生殖健康的潜在风险。

总的来说，本研究为理解MNPs对胎盘的影响提供了重要的科学依据，并强调了环境污染物对人类健康可能带来的深远影响。随着全球塑料污染的持续加剧，深入研究这些污染物的生物效应及其对生殖系统的潜在危害，对于制定有效的环境保护和健康防护措施具有重要意义。未来的研究应进一步探索MNPs暴露的具体分子机制，并结合临床数据，以评估其对人类妊娠和胎儿健康的影响。此外，开发针对环境污染物的干预策略，如提高机体对MNPs的清除能力或调控相关通路，将是减少其毒性的关键方向。通过这些努力，我们有望更好地应对环境塑料污染带来的健康挑战，并保护未来的世代免受其影响。