与环境相关的聚苯乙烯纳米塑料浓度会通过氧化应激在秀丽隐杆线虫（C. elegans）中引发类似帕金森病的神经毒性反应

《Environment International》：Environmentally relevant concentrations of polystyrene nanoplastics induce Parkinson’s-like neurotoxicity in C. Elegans via oxidative stress

纳米塑料诱导线虫帕金森病样病理的氧化应激机制研究。采用0.1-100μg/L环境浓度聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）暴露模式，证实PS-NPs通过引发氧化应激，导致线虫运动障碍、多巴胺能神经元退化和α-突触核蛋白异常聚集，且0.1μg/L即可产生显著毒性效应。抗氧化干预部分缓解症状，基因敲除实验揭示SKN-1/Nrf2通路及TXN-1/4的差异化抗氧化防御机制。

　　近年来，随着塑料污染问题日益严峻，其对生态环境和人类健康的影响逐渐引起广泛关注。塑料污染不仅限于宏观的垃圾堆积，更深入到微观层面，如微塑料（Microplastics, MPs）和纳米塑料（Nanoplastics, NPs）。其中，纳米塑料因其极小的尺寸和高比表面积，更容易渗透到生物体内并跨越各种生理屏障，从而对生态系统和人体健康构成潜在威胁。根据已有研究，纳米塑料在多种环境介质中被广泛检测到，包括饮用水、极地冰川、土壤、海滩沙子，甚至人体组织如粪便、血液、肺组织、胎盘、脑脊液和骨髓。这些发现表明，纳米塑料已成为全球环境和公共健康领域不可忽视的问题。本研究聚焦于一种常见的纳米塑料——聚苯乙烯纳米塑料（Polystyrene Nanoplastics, PS-NPs），探讨其是否会对神经退行性疾病，如帕金森病（Parkinson's Disease, PD）产生类似的影响。

为了评估PS-NPs对生物体的潜在毒性，研究采用了模式生物秀丽隐杆线虫（*Caenorhabditis elegans*，简称*C. elegans*）作为实验对象。这种线虫因其结构简单、生命周期短、基因组完全测序等优势，成为实验室研究的理想模型。研究团队选择了不同浓度的PS-NPs（0.1至100 μg/L），以模拟环境中可能遇到的实际暴露水平。结果显示，PS-NPs在所有浓度下均对*C. elegans*的运动行为产生影响，如身体弯曲频率和头部甩动频率显著降低，同时对与PD相关的特定行为，如食物诱导的基础减缓反应和游泳麻痹现象造成干扰。尽管某些行为指标未表现出严格的剂量-反应关系，但通过Jonckheere-Terpstra趋势分析，研究确认了多个关键参数的显著变化趋势，表明PS-NPs对神经系统具有广泛的毒性作用。

此外，研究还发现PS-NPs会导致线虫的多巴胺能神经元选择性退化，并加剧α-突触核蛋白（α-synuclein）的聚集，这是PD的重要病理特征之一。这些神经病理变化与氧化应激密切相关，表现为活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）水平的升高以及抗氧化酶如超氧化物歧化酶3（SOD-3）和谷胱甘肽S-转移酶4（GST-4）的上调。值得注意的是，虽然ROS水平上升，但调控ROS的转录因子skn-1的表达却受到抑制，这提示PS-NPs可能通过复杂机制影响线虫的氧化还原稳态。为了进一步验证这一假设，研究团队利用转基因线虫和抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）进行干预实验。结果显示，NAC在野生型线虫中有效缓解了PS-NPs诱导的麻痹现象，但在skn-1或trx-4基因敲除突变体中未能显著改善症状，表明内源性抗氧化系统在应对纳米塑料毒性中具有不可或缺的作用。

从环境角度来看，PS-NPs在0.1 μg/L浓度下即能引发PD样神经退行性病变，这一浓度与实际环境中的污染水平相符，进一步强调了纳米塑料对生态和健康可能带来的风险。研究还指出，PS-NPs可能通过干扰线虫的线粒体功能和参与PD相关分子通路，从而引发一系列病理变化。这一发现不仅加深了对纳米塑料致病机制的理解，也为评估其对人类健康的影响提供了重要的实验依据。

然而，尽管本研究提供了有价值的科学证据，但将线虫研究结果直接推广至人类仍需谨慎。研究主要集中在一种特定类型的纳米塑料（100 nm的聚苯乙烯纳米塑料）以及固定的暴露时间（72小时），这可能无法全面反映长期暴露或多种纳米塑料对人类健康的潜在影响。因此，未来的研究需要在哺乳动物模型中进一步验证这些发现，并探索不同种类纳米塑料在长期和跨代暴露条件下的影响。此外，还需深入研究纳米塑料如何通过氧化应激和其他分子机制影响神经系统的功能，以及如何开发有效的干预策略，以减轻其对环境和人体健康的潜在危害。

总体而言，本研究揭示了纳米塑料在环境中的广泛存在及其对神经系统的潜在毒性，特别是在与帕金森病相关的病理特征方面。通过结合环境相关暴露、基因调控分析和抗氧化干预，研究不仅为纳米塑料的生态和健康风险提供了新的视角，也强调了对纳米塑料污染进行监测和采取预防措施的紧迫性。未来的研究应继续关注纳米塑料的多样性及其在不同暴露条件下的影响，同时探索更有效的防护措施，以应对这一全球性环境问题。