二氧化硅纳米颗粒通过现代饮食习惯诱导慢性肾脏疾病的长期效应研究

本研究针对现代饮食中高脂摄入与饮用水中二氧化硅纳米颗粒(SiO2NPs)的潜在健康风险，通过建立ICR小鼠模型，揭示了长期暴露于SNPs与高脂饮食(HFD)协同诱发慢性肾脏疾病(CKD)的分子机制。研究人员通过25周的动物实验证实，SNPs在肾脏中蓄积并引发脂质代谢紊乱、氧化应激及纤维化，显著升高血清尿素氮(BUN)、肌酐(CRE)等肾功能指标，同时激活炎症因子IL-6/TNF-α和肾脏损伤标志物Vim/Lcn2/Kim-1。该研究为评估环境纳米颗粒与饮食模式交互作用的健康风险提供了重要证据。

　　

随着现代饮食结构中高脂、高糖食品比例的增加，肥胖及相关代谢性疾病已成为全球公共卫生挑战。与此同时，纳米材料在食品添加剂、饮用水处理等领域的广泛应用，使得二氧化硅纳米颗粒(SiO2NPs, SNPs)的环境暴露风险备受关注。尽管SNPs被认为生物相容性较好，但近年研究发现其可能通过诱导脂肪肝、氧化应激等途径危害健康。更令人担忧的是，印度和斯里兰卡等地的流行病学调查显示，地下水中的硅含量与慢性肾脏疾病(CKD)发病率存在关联，提示环境中的硅元素可能是CKD的潜在诱因。然而，SNPs与现代饮食习惯如何协同影响肾脏功能，至今缺乏系统性研究证据。

国立阳明交通大学的研究团队在《Sustainable Environment Research》发表的最新研究中，通过建立ICR小鼠模型，模拟长期饮用含SNPs的水结合高脂饮食(HFD)的生活场景。研究采用40nm非晶态SNPs，通过25周的口服灌胃实验，结合血清生化分析、肾脏组织病理学检查、硅元素蓄积检测、免疫组化等技术，系统评估了SNPs与饮食模式的交互效应。

研究结果显示，300 mg/kg SNPs与HFD联合作用会显著增加肾脏硅蓄积量(达ND组的3倍)和甘油三酯(TG)含量。血清学检测发现该组小鼠尿素氮(BUN)、尿酸(UA)、肌酐(CRE)分别升高2.1倍、1.8倍和1.5倍，伴随AST/ALT异常。组织病理学观察到典型的CKD特征：肾小管嗜碱性变、基底膜增厚、透明管型形成，以及免疫细胞浸润。分子机制研究表明，SNPs+HFD组肾脏中：

1. 损伤标志物表达异常：纤维化标志物波形蛋白(Vim) mRNA上调4.2倍，肾损伤分子1(Kim-1)增加3.8倍

2. 代谢通路失调：AMPKα1(Prkaa1)表达下降60%，导致脂质代谢紊乱

3. 炎症反应激活：IL-6和TNF-α阳性染色面积分别增加5.3倍和4.7倍

4. 氧化应激加剧：4-羟基壬烯醛(4-HNE)表达量升高3.9倍

5. 纤维化进展：天狼星红染色显示胶原沉积增加2.8倍

讨论部分指出，该研究首次揭示SNPs通过"特洛伊木马"效应——即在无明显急性毒性的情况下长期蓄积，最终与HFD协同破坏肾脏稳态。其机制可能涉及：SNPs干扰AMPK信号通路导致脂代谢异常；诱导4-HNE介导的氧化应激；触发IL-6/TNF-α炎症级联反应。这些发现为解释某些地区CKD高发提供了新的环境-饮食交互作用视角，提示需要建立饮用水纳米颗粒安全阈值，并对高脂饮食人群实施针对性健康监测。研究采用的长期低剂量暴露模型(相当于人类6-8年饮用含SNPs水)具有重要预警价值，为纳米材料安全评估提供了方法论参考。