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为探究纳米塑料（NPs）神经毒性机制，研究人员以小鼠和 BV-2 细胞为模型，发现聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）可通过激活 NF-κB 信号通路，促进 TNF-α 和 IL-1β 释放，诱导神经炎症，为相关神经疾病防治提供新方向。
塑料在现代社会的应用无处不在，然而其分解产生的纳米塑料（NPs，粒径 1-1000 nm）正成为威胁人类健康的隐形杀手。这类物质能通过食物链、空气等途径进入人体，甚至突破血脑屏障侵入中枢神经系统。尽管已有研究证实纳米塑料具有神经毒性，但其引发神经炎症的具体机制仍迷雾重重 —— 神经炎症与焦虑、认知障碍等密切相关，却缺乏明确的分子作用路径。在此背景下，广州迈尔斯生物技术有限公司的研究团队开展了一项关键研究，相关成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》，为揭开纳米塑料的神经毒性机制提供了重要线索。
研究人员采用了多维度的技术手段：通过小鼠模型进行体内实验，利用 BV-2 小胶质细胞进行体外培养，结合转录组测序（RNA-seq）、实时定量 PCR（RT-qPCR）、蛋白质免疫印迹（Western blot）、免疫荧光染色（IF）、流式细胞术（检测细胞周期、凋亡及活性氧 ROS 水平）等技术，并借助 Morris 水迷宫和旷场实验（OFT）评估行为学变化，系统探究聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）的神经毒性机制。
3.1 PS-NPs 在体内诱导神经毒性
通过透射电镜（TEM）观察到 PS-NPs 平均粒径约 100 nm，体内成像显示其在小鼠脑内蓄积。行为学实验表明，PS-NPs 可导致小鼠焦虑样行为（旷场实验中中央区活动距离显著减少）和认知功能障碍（Morris 水迷宫逃避潜伏期延长）。组织病理染色（H&E）显示，PS-NPs 引起前额叶皮层神经细胞固缩、染色质加深，伴随炎症细胞浸润和神经元死亡，且小胶质细胞活化标志物 Iba1 和星形胶质细胞标志物 GFAP 表达显著升高，证实 PS-NPs 在体内具有明确神经毒性。
3.2 PS-NPs 诱导转录水平变化
转录组分析发现，PS-NPs 处理组与对照组相比存在差异表达基因（DEGs），其中 4 个共享 DEGs（Pbx3、Ecell、Crb1、Ngb）被筛选出来。基因功能富集分析（GO、KEGG、GSEA）显示，DEGs 显著富集于 NF-κB 信号通路的正向调控，提示该通路可能在 PS-NPs 诱导的神经炎症中起关键作用。
3.3 PS-NPs 在体外诱导 BV-2 细胞损伤
体外实验显示，PS-NPs 呈剂量依赖性抑制 BV-2 细胞活力，阻滞细胞周期于 G2 期，并显著增加细胞凋亡率和 ROS 水平。中高剂量 PS-NPs 对细胞周期和氧化应激的影响更为显著，表明其通过损伤细胞结构和功能引发神经炎症反应。
3.4 PS-NPs 通过激活 NF-κB 信号通路诱导神经炎症
体内外实验均证实，PS-NPs 可上调 NF-κB、TNF-α 和 IL-1β 的 mRNA 及蛋白表达水平。免疫荧光染色显示，PS-NPs 处理后 BV-2 细胞中 p65（NF-κB 亚基）、TNF-α 和 IL-1β 的荧光强度显著增强，进一步确认 NF-κB 信号通路被激活，促进促炎细胞因子释放，从而介导神经炎症。
研究结论与意义
本研究证实，聚苯乙烯纳米塑料通过激活 NF-κB 信号通路，促进 TNF-α 和 IL-1β 等炎症因子释放，最终诱导神经炎症的发生。这一发现不仅揭示了纳米塑料神经毒性的关键分子机制，也为防治纳米塑料相关神经损伤提供了潜在治疗靶点（如 NF-κB 通路抑制剂）。值得注意的是，研究筛选出的 4 个共享 DEGs（Pbx3、Ecell、Crb1、Ngb）可能参与神经细胞增殖、屏障功能及神经保护等过程，其在纳米塑料神经毒性中的具体作用仍需进一步探究。该研究为理解环境污染物与神经疾病的关联提供了新视角，对推动纳米塑料的安全性评估及神经退行性疾病预防具有重要科学价值。
