聚苯乙烯纳米颗粒通过激活胎盘铁死亡（ferroptosis）和肠道微生物群功能障碍，导致不良妊娠结局

《Reproductive Toxicology》：Polystyrene nanoparticles induced adverse pregnancy outcomes via the activation of placental ferroptosis and gut microbiota dysfunction

微塑料对妊娠的影响机制研究显示，50 nm聚苯乙烯纳米颗粒（PS-NPs）通过肠道菌群失调和胎盘铁死亡途径导致胚胎吸收率升高和胎儿体重下降，体外实验证实铁死亡抑制剂可缓解PS-NPs对滋养层细胞的损伤。

　　随着环境问题的日益加剧，微塑料（Microplastics, MPs）作为一种新型污染物，其对人类健康的影响逐渐受到关注。近年来，研究发现微塑料不仅存在于水体、土壤和空气中，还可能通过食物链进入人体，进而影响生殖系统和胎儿发育。特别是微塑料中的聚苯乙烯纳米颗粒（Polystyrene Nanoparticles, PS-NPs），因其体积小、表面活性强，更容易被生物体吸收并扩散到多个器官。因此，探究PS-NPs对母体及胎儿健康的潜在影响，尤其是其对妊娠结局的干扰机制，具有重要的现实意义。

本研究聚焦于PS-NPs在母体妊娠过程中的作用，特别是其在哺乳动物中的暴露对子宫胎盘功能、肠道菌群以及妊娠结果的影响。通过构建C57BL/6J小鼠模型，研究人员模拟了从成年期到妊娠完成的关键阶段中，母体接触PS-NPs的环境。实验结果显示，PS-NPs暴露显著改变了母体肠道菌群的组成，导致某些菌群如弯曲菌门（Campylobacterota）和螺旋菌门（Helicobacter）的丰度增加，这可能与肠道屏障功能受损和炎症反应的增强有关。同时，PS-NPs还触发了胎盘中的铁死亡（Ferroptosis）过程，表现为铁元素的积累、脂质过氧化物的增加以及与铁死亡相关的蛋白质表达异常。

铁死亡是一种依赖于铁离子的程序性细胞死亡方式，其特征是细胞内脂质过氧化物的积累，最终导致细胞膜结构破坏和细胞死亡。近年来，铁死亡与多种疾病的发生发展密切相关，包括神经退行性疾病、癌症以及自身免疫性疾病等。在妊娠过程中，胎盘作为母体与胎儿之间的关键器官，承担着营养物质交换、气体交换以及免疫调节等功能。一旦胎盘发生铁死亡，其屏障功能可能受损，从而影响胎儿的正常发育。此外，铁死亡还可能引发炎症反应，进一步加重妊娠并发症的风险。

研究进一步发现，PS-NPs暴露导致的肠道菌群失调与胎盘铁死亡之间存在显著的关联性。通过相关性分析，研究人员确认了特定肠道菌群的变化与胎盘铁死亡的发生之间存在密切联系。这一发现为理解微塑料如何通过影响肠道菌群间接影响胎盘功能提供了新的视角。同时，体外实验也表明，铁死亡抑制剂能够有效缓解PS-NPs引起的滋养层细胞功能障碍，进一步验证了铁死亡在PS-NPs毒性作用中的关键地位。

值得注意的是，微塑料的暴露不仅限于妊娠期间，还可能在受孕前的阶段就已经对母体产生影响。研究结果显示，PS-NPs在受孕前和妊娠期间的暴露均可能导致不良的妊娠结局，包括胚胎吸收率的增加和胎儿体重的下降。这表明，微塑料对妊娠的影响可能是一个长期的过程，其毒性作用可能在受孕前就已经开始，并在妊娠过程中持续积累。因此，为了更好地评估微塑料对妊娠的潜在危害，有必要关注其在整个生殖周期中的暴露情况。

此外，微塑料对肠道菌群的影响已被多项研究证实。肠道菌群作为人体重要的免疫调节系统，其失衡可能导致全身性炎症反应，进而影响其他器官的功能。例如，一些研究表明，微塑料暴露可能改变肠道菌群的结构，促进致病菌的增殖，抑制有益菌的生长，从而影响宿主的免疫稳态和代谢功能。在本研究中，PS-NPs暴露不仅改变了肠道菌群的组成，还可能通过影响肠道屏障功能，导致微塑料及其代谢产物进入血液循环，进一步影响胎盘和胎儿健康。

研究还揭示了微塑料对胎盘功能的多方面影响。除了铁死亡的直接作用外，PS-NPs还可能通过其他机制干扰胎盘的正常功能。例如，PS-NPs可能影响胎盘的血管生成、营养输送以及激素分泌，从而间接导致胎儿发育受限。此外，PS-NPs暴露可能引发胎盘炎症反应，导致胎盘组织损伤，进而影响胚胎的着床和发育。这些发现表明，微塑料对胎盘的影响可能是多途径的，需要进一步的研究来全面解析其作用机制。

本研究的另一个重要发现是，PS-NPs暴露对母体肠道菌群和胎盘铁死亡之间的关系提供了新的证据。肠道菌群的变化可能通过某种机制影响胎盘中的铁代谢，从而促进铁死亡的发生。例如，某些肠道菌群可能通过调节宿主的铁吸收和储存，影响胎盘中的铁含量，进而影响铁死亡的激活。这种跨器官的相互作用可能为微塑料对妊娠的毒性作用提供了新的解释。

从更广泛的角度来看，微塑料对妊娠的影响不仅限于母体和胎儿，还可能对后代的健康产生深远的影响。一些研究表明，微塑料暴露可能通过表观遗传机制影响后代的发育和健康。例如，微塑料可能改变DNA甲基化模式，影响基因表达，从而导致后代出现代谢异常、免疫功能障碍或其他健康问题。因此，研究微塑料对妊娠的影响，不仅有助于理解其对当前妊娠的潜在危害，还可能为评估其对后代健康的影响提供依据。

为了更全面地评估微塑料对妊娠的影响，本研究采用了多种实验方法，包括体内实验和体外实验。在体内实验中，研究人员通过监测母体肠道菌群的变化、胎盘铁死亡的激活情况以及妊娠结局的指标，如胚胎吸收率和胎儿体重，来评估PS-NPs的毒性作用。而在体外实验中，研究人员使用HTR8/SVneo细胞系，模拟了PS-NPs对滋养层细胞的影响。体外实验的结果进一步支持了体内实验的发现，表明PS-NPs确实能够诱导滋养层细胞的铁死亡，并导致细胞功能障碍。

本研究的发现对于制定预防和干预措施具有重要意义。首先，了解PS-NPs如何通过影响肠道菌群和胎盘铁死亡导致不良妊娠结局，有助于开发针对这些机制的干预策略。例如，通过调节肠道菌群的组成，可能可以减轻PS-NPs引起的炎症反应，从而保护胎盘功能。其次，针对铁死亡的抑制剂可能成为一种潜在的治疗手段，用于缓解PS-NPs暴露引起的胎盘损伤。此外，研究结果还提示，对于计划怀孕的女性，应特别关注其生活环境中的微塑料污染情况，以降低不良妊娠结局的风险。

尽管本研究提供了重要的科学证据，但仍有一些问题需要进一步探讨。例如，PS-NPs暴露对肠道菌群和胎盘铁死亡的具体作用机制尚不完全清楚，需要更多的研究来揭示其分子层面的相互作用。此外，不同种类和尺寸的微塑料对妊娠的影响可能有所不同，因此，未来的研究应涵盖更多类型的微塑料，以全面评估其对生殖系统的潜在危害。同时，研究还应关注微塑料在不同暴露途径下的影响，如通过饮食、空气或水摄入，以更准确地模拟现实环境中的暴露情况。

最后，本研究的发现也为环境政策的制定提供了参考。鉴于微塑料对妊娠的潜在危害，应加强对微塑料污染的监测和控制，特别是在孕妇和育龄女性所在的环境中。此外，应鼓励公众采取措施减少微塑料的摄入，如选择更环保的包装材料、减少塑料制品的使用等。这些措施不仅有助于保护当前的妊娠，还可能对后代的健康产生积极影响。

总之，本研究揭示了PS-NPs在母体妊娠期间可能通过诱导肠道菌群失调和胎盘铁死亡，导致不良的妊娠结局。这一发现为理解微塑料对生殖系统的毒性作用提供了新的视角，并为未来的研究和干预措施奠定了基础。进一步的研究应聚焦于微塑料对妊娠的多途径影响，以及如何通过调节肠道菌群和抑制铁死亡来减轻其毒性作用，从而为保护母体和胎儿健康提供科学依据。