长期暴露于聚对苯二甲酸乙二醇酯微塑料通过肠道菌群失调和肝脏脂代谢紊乱诱导小鼠肝毒性

本研究针对环境中广泛存在的聚对苯二甲酸酯微塑料(PET MPs)的肝毒性机制尚不明确的问题，通过17周小鼠暴露实验，首次证实PET MPs通过改变肠道菌群(如Parasutterella、Muribaculum和Turicibacter)丰度，升高亚油酸、牛磺胆酸等脂代谢物水平，导致肝脏氧化应激、脂质沉积及功能损伤。研究为PET MPs的哺乳动物毒性机制提供了新见解。

　　

微塑料污染已成为全球性环境健康挑战，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为最常见的塑料类型之一，其微塑料(PET MPs)在自然环境中广泛存在。然而，与聚苯乙烯(PS)或聚乙烯(PE)等微塑料相比，PET MPs对哺乳动物的毒性效应及机制研究仍存在显著空白。尤其值得关注的是，现有研究多集中于水生生物，且使用的微塑料形状规则、浓度偏高，难以真实反映环境暴露场景。更关键的是，PET MPs如何通过"肠-肝轴"调控机制影响宿主健康，这一科学问题亟待解答。

为填补这一研究空白，滨州医学院的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表了一项开创性研究。研究人员采用球磨法制备了6-12 μm不规则形状的PET MPs（模拟环境真实形态），通过17周不同剂量(5/50/500 μg/day)的小鼠暴露实验，结合16S rRNA测序、UHPLC-MS/MS代谢组学和病理学分析，首次系统揭示了PET MPs通过肠道菌群-代谢物-肝脏轴诱导体毒性效应的分子机制。

关键技术方法包括：1) 使用扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征PET MPs物理化学特性；2) 建立ICR小鼠长期暴露模型（4组，n=10）；3) 抗生素混合液(ABX)构建肠道菌群缺失模型；4) 血清生化指标(ALT/AST/TG/TC等)检测；5) 肝脏组织H&E染色、油红O染色和透射电镜观察；6) 氧化应激指标(MDA/SOD/GSH-Px/CAT)检测；7) 全基因组16S rRNA测序分析肠道菌群；8) 非靶向代谢组学分析粪便代谢物。

3.1 PET MPs表征
通过FTIR确认特征峰(1713 cm^-1对应C=O键)，SEM显示80%颗粒为6-12 μm不规则形态，模拟了环境真实特性。

3.2 肝毒性效应
高剂量组(500 μg/day)出现肝细胞点状坏死、炎性浸润和脂滴积累（油红O染色增加47%，p<0.01），血清ALT/AST分别升高2.1倍和1.8倍(p<0.01)，TG/TC水平显著上升，但未观察到明显肝纤维化。

3.3 氧化应激机制
PET MPs剂量依赖性降低抗氧化酶活性：SOD下降38%、GSH-Px下降42%(p<0.05)，MDA含量增加2.3倍。Western blot显示NRF2、GPX4等抗氧化蛋白表达显著抑制(p<0.01)。

3.4 肠道菌群失调
高剂量组Firmicutes/Bacteroidota比例降低14.5%，Parasutterella、Muribaculum和Turicibacter丰度分别增加3.2/2.1/1.8倍(p<0.05)。LEfSe分析(LDA>3)确认这些菌属为关键生物标志物。

3.5 代谢重编程
代谢组学发现亚油酸(增加2.4倍)、牛磺胆酸(增加3.1倍)和鞘氨醇(增加1.9倍)显著积累(p<0.01)，KEGG富集显示亚油酸代谢、初级胆汁酸合成等通路紊乱。

3.6 菌群-代谢物-肝轴验证
抗生素清除肠道菌群后，PET MPs诱导的肝损伤指标改善：ALT降低57%(p<0.05)，脂滴沉积减少62%。Spearman分析揭示Parasutterella与牛磺胆酸呈强正相关(r=0.82,p<0.01)。

这项研究首次在哺乳动物模型中系统阐明了PET MPs的肝毒性机制：长期暴露→肠道菌群失调（Parasutterella/Muribaculum增殖）→脂代谢物累积（亚油酸/牛磺胆酸）→肝脏氧化应激和脂代谢紊乱→肝损伤。该发现具有三重重要意义：1) 证实环境相关浓度PET MPs的慢性毒性风险；2) 提出"菌群-代谢物-肝轴"新机制；3) 为微塑料的毒性评估提供了组学整合研究范式。值得注意的是，研究采用的"真实形态"微塑料和长期低剂量暴露方案，极大提升了生态毒理学评估的可靠性。未来研究需进一步验证这些发现在人体中的适用性，并探索靶向调控肠道菌群缓解微塑料毒性的干预策略。