聚乙烯微塑料通过破坏肠上皮细胞连接加剧DSS诱导的结肠炎动物模型病情

本研究针对环境污染物聚乙烯微塑料(PE-MPs)对炎症性肠病(IBD)的影响展开研究，通过建立DSS诱导的结肠炎小鼠模型，发现10-30 μm的氧化PE-MPs可显著加重结肠炎症状，表现为疾病活动指数(DAI)升高、杯状细胞减少、紧密连接蛋白ZO-1/Occludin及粘附连接蛋白E-cadherin表达下降。该研究首次揭示PE-MPs通过物理损伤机制破坏肠屏障功能，为环境因素加剧IBD提供了直接证据。

　　

塑料污染已成为全球性环境问题，其中粒径小于5 mm的微塑料(MPs)因其广泛存在于水体、土壤甚至生物体内而备受关注。聚乙烯(PE)作为最常见的塑料类型，其微塑料(PE-MPs)通过食品包装等途径进入人体消化系统的风险极高。与此同时，炎症性肠病(IBD)全球发病率持续攀升，其发病机制与肠屏障功能损伤密切相关。然而，环境污染物PE-MPs是否会加剧IBD病情，目前尚缺乏直接证据。

为回答这一科学问题，研究人员开展了一项创新性研究。他们首先模拟自然环境条件，通过机械破碎和UV-A辐射制备出10-30 μm的氧化PE-MPs，随后将其应用于DSS诱导的结肠炎小鼠模型。研究采用多组学方法系统评估了PE-MPs对结肠炎的影响，相关成果发表在《Current Research in Toxicology》。

关键技术方法包括：动态光散射(DLS)和扫描电镜(SEM)表征MPs物理特性；傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析化学结构；疾病活动指数(DAI)评估临床症状；组织病理学评分和阿尔新蓝-过碘酸雪夫(AB-PAS)染色观察形态学改变；Western blot和qPCR检测紧密连接蛋白表达；髓过氧化物酶(MPO)检测炎症水平。

物理和化学分析
制备的PE-MPs平均粒径为19.5±5.6 μm，FT-IR显示UV辐射后出现C-O-C特征峰，成功模拟了环境中的氧化过程。这种表面氧化的次级MPs更接近真实环境暴露情况。

结肠炎症状加重
与单纯DSS组相比，2000 mg/kg PE-MPs处理组DAI评分显著升高，表现为更严重的体重下降、腹泻和直肠出血。虽然各组结肠长度无统计学差异，但高剂量PE-MPs组出现更明显的病理改变。

组织病理学证据
H&E染色显示PE-MPs处理组肠上皮结构完全破坏，伴中性粒细胞聚集和化脓性改变。AB-PAS染色定量分析发现，PE-MPs剂量依赖性减少杯状细胞分泌区域，2000 mg/kg组减少最为显著。

分子机制解析
在基因表达层面，MUC2和Occludin mRNA在PE-MPs处理组显著下调。蛋白水平上，紧密连接标志物ZO-1、Occludin以及粘附连接蛋白E-cadherin均呈现剂量依赖性降低。MPO检测证实PE-MPs处理组炎症水平进一步升高。

这项研究首次系统证实PE-MPs可通过物理损伤机制加剧IBD。创新性地发现PE-MPs不仅影响紧密连接(Tight junction)，还会破坏粘附连接(Adherens junction)，这种双重作用机制为理解环境污染物与肠道疾病关系提供了新视角。研究采用的氧化PE-MPs更接近真实环境暴露情况，其结果对评估塑料污染的健康风险具有重要警示意义。

特别值得注意的是，E-cadherin的下调提示PE-MPs可能通过机械摩擦等物理作用直接损伤上皮细胞连接结构。这一发现拓展了对MPs毒性机制的认知，为后续研究MPs对其他屏障系统(如血脑屏障BBB)的影响提供了重要参考。随着全球塑料污染持续加剧，这项研究为制定相关公共卫生政策提供了科学依据，也提示需要加强塑料废弃物的管理和回收利用。