聚苯乙烯纳米塑料通过引发炎症反应、导致抗氧化系统受损以及促进病毒侵入，从而加速鱼虹彩病毒的复制

《Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management》：Polystyrene nanoplastics promote fish iridovirus replication via inducing inflammatory response, antioxidant damage and enhancing viral entry

海鲈鱼鳍源细胞系LJFin建立及聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）毒性与病毒感染机制研究。发现80 nm PS-NPs显著降低细胞活力并促进SPIV复制，而500 nm PS-NPs毒性较弱。纳米颗粒通过胞吞作用进入细胞，其中80 nm颗粒更易进入胞质，两者均引发炎症反应和抗氧化损伤。蔗糖处理可有效抑制PS-NPs内吞及促病毒效应，提示其机制与clathrin介导的胞吞相关。为水生纳米毒理与病毒交互研究提供新模型。

　　

Mengke Liu|Linyong Zhi|Xinyi Ren|Youfu Luo|Qiwei Qin|Xiaohong Huang|Youhua Huang

华南农业大学海洋科学学院，广州，510642，中国

摘要

纳米塑料（NPs）在水生环境中广泛存在，对水生生物构成潜在风险。本研究建立了一种来自海鲈鱼（LJFin）的新细胞系，用于评估聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）的尺寸依赖性毒性及其对海鲈鱼虹彩病毒（SPIV）感染的潜在作用机制。细胞活力测定显示，PS-NPs的粒径、浓度和暴露时间直接决定了其对LJFin细胞的细胞毒性。80纳米的PS-NPs（PS-80）在100 μg/mL浓度下暴露96小时后显著降低了细胞活力，而500纳米的PS-NPs（PS-500）对LJFin细胞无毒。此外，PS-NPs以时间依赖的方式被LJFin细胞内化。PS-80更有效地进入细胞质，而大部分PS-500被截留在细胞膜上。PS-80和PS-500都能诱导LJFin细胞的炎症反应和抗氧化损伤。此外，PS-NPs的暴露还增加了SPIV的复制，甚至在SPIV感染的早期阶段促进了病毒进入细胞。另外，蔗糖处理不仅显著抑制了PS-NPs的内化，还减少了PS-NPs在SPIV感染期间的促病毒效应。相比之下，甲基-β-环糊精和乙基-异丙基阿米洛利处理没有表现出调节作用，这表明PS-NPs的内化和SPIV的复制是通过网格蛋白介导的内吞作用在体外发生的。总体而言，我们的发现为PS-NPs在体外对鱼类虹彩病毒感染的促病毒作用提供了新的见解，突显了纳米塑料对水生病毒疾病的潜在威胁。

引言

由于细胞培养的稳定性和便利性，它已被广泛应用于病毒学、免疫学和环境毒理学等科学研究领域（Dubey等人，2014年）。迄今为止，已经建立了许多鱼类细胞系用于病毒学研究，包括病毒分离、病毒-宿主相互作用和疫苗开发（Huang等人，2009年；Zhao等人，2023年）。有趣的是，从阿穆尔鱼中分离出的细胞系已被用于培养哺乳动物病原体并生产灭活疫苗（Ghermezian等人，2024年）。此外，鱼类细胞系还被广泛用于研究各种污染物的毒性，包括纳米塑料（NPs）、农药残留物和重金属（Ruiz-Leal和George，2004年；Wei等人，2022年；Yang和Wang，2023年）。

最近的研究表明，不同大小的纳米塑料在水生生态系统中普遍存在（de Sá等人，2018年；Jani和Wu，2025年），并且可以被生物体内化，导致氧化应激和免疫损伤等毒性效应（Lin等人，2024a；Silva等人，2021年；Xiao等人，2024年）。此外，纳米塑料还可以保护病原体，增强其环境抗性和感染率（Armanious等人，2016年；Chan等人，2023年）。值得注意的是，纳米塑料通过多种途径影响病毒感染，包括削弱宿主的抵抗力、促进病毒的横向传播或帮助病毒进入宿主细胞（Shan等人，2023年；Wang等人，2023a）。然而，纳米塑料对病毒感染的作用机制仍不清楚。

海鲈鱼（Lateolabrax japonicus）是中国南方一种具有经济价值的物种，在集约化养殖条件下受到病毒疾病的威胁（Tsai等人，2020年）。属于Megalocytivirus属的海鲈鱼虹彩病毒（SPIV）在鱼苗和幼鱼阶段会导致超过80%的死亡率（Wang等人，2023b）。此外，属于Betanodavirus属的红斑石斑鱼神经坏死病毒（RGNNV）也经常在海鲈鱼幼体中被检测到（Jia等人，2015年）。迄今为止，已经从海鲈鱼的不同组织中建立了多个细胞系，包括心脏、大脑、脾脏、肝脏、头肾和动脉球，以及胚胎干细胞和鱼苗（Chen等人，2003年；Huang等人，2021年；Le Y等人，2017年；Tong等人，1998年；Yan等人，2024年；Ye等人，2006年）。其中，大脑和鱼苗细胞易受RGNNV感染，而只有鱼苗细胞对SPIV敏感（Huang等人，2021年）。

在这项研究中，建立了一种新的海鲈鱼鳍细胞系（LJFin）。利用这一细胞系，我们确定了80纳米和500纳米PS-NPs对LJFin细胞的毒性作用以及对SPIV和RGNNV感染的敏感性，并研究了PS-NPs对SPIV感染的影响。我们的发现不仅为体外鱼类病毒学和毒理学研究提供了新的工具，还初步揭示了PS-NPs对鱼类病毒复制的潜在作用机制。

部分内容摘录

细胞原代培养、传代培养、生长动力学和细胞遗传学分析

原代培养采用组织块培养方法进行（Huang等人，2014年）。简要来说，在麻醉后，从海鲈鱼中取出鳍组织，解剖并接种到细胞培养瓶中。小心加入约3毫升的培养基进行培养。培养基由Leibovitz L-15培养基（Gibco，美国）组成，添加了20%的胎牛血清（FBS）、青霉素（100 IU/mL）和链霉素（100 μg/mL），培养温度为28°C。细胞通过

LJFin细胞的建立和表征

原代细胞在15天内达到约80%的汇合度，形成由典型的上皮样细胞和成纤维细胞样细胞组成的单层（图1A）。经过60次连续传代后，大多数细胞表现出明显的成纤维细胞特征形态（图1B）。通过18s rRNA基因的序列分析，我们验证了LJFin细胞来源于海鲈鱼（Lateolabrax japonicus）（图1C）。细胞生长动力学分析显示，LJFin细胞表现出最佳

讨论

在这项研究中，我们从海鲈鱼的鳍中建立了一种新的细胞系，命名为LJFin。从形态上看，LJFin细胞与其他来自黄鳍鲷鱼（ALF）和橄榄比目鱼（KTS）的鳍来源细胞系（Choi等人，2020年；Jia等人，2022年）相似，由成纤维细胞样细胞组成。LJFin细胞在含有超过10% FBS的L-15培养基中生长良好，培养温度为28°C，这与其他海鲈鱼细胞系的培养条件一致，包括大脑（LJB）和鱼苗

结论

本研究调查了不同尺寸（80纳米和500纳米）的PS-NPs对从海鲈鱼（Lateolabrax japonicus）分离出的新型鱼类鳍细胞系（LJFin）的细胞毒性及其对SPIV复制的影响。首先，成功从海鲈鱼的鳍中建立了LJFin细胞系，LJFin细胞对SPIV和RGNNV敏感，这可能为鱼类病毒学研究提供新的工具。其次，我们发现不同大小的PS-NPs（PS-80和PS-500）的进入

CRediT作者贡献声明

Mengke Liu：撰写 – 原始草案、方法学、数据管理、概念构思。Linyong Zhi：方法学、数据管理、概念构思。Youfu Luo：方法学、数据管理。Qiwei Qin：项目管理、资金获取。Xiaohong Huang：监督、项目管理、资金获取。Youhua Huang：撰写 – 审稿与编辑、监督、项目管理。Xinyi Ren：方法学、正式分析、数据管理

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了中国国家重点研发计划（2023YFC2812104；2023YFD2401703）、CARS-47-G16专项基金以及广东省现代农业产业技术创新团队建设项目（2024CXTD27）的支持。