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为探究带电纳米塑料（NPs）对两栖动物的影响，研究人员以黑斑蛙蝌蚪为对象，用 6 和 60 mg/L 的 PS-NH?（正电）、PS-COOH（负电，30nm）处理 21 天。发现两类 NPs 降低存活率、增加体重体长，PS-NH?致更严重肠道损伤、氧化应激和菌群紊乱，影响糖脂代谢基因，为 NP 生态风险提供新视角。
塑料污染如同一场静悄悄的生态危机，正以人们意想不到的方式渗透到地球的各个角落。当大块塑料在环境中经物理、化学作用逐渐破碎，形成直径小于 100 纳米的纳米塑料（NPs）时，它们的潜在危害才刚刚开始显现。这类微小颗粒不仅能在水体中广泛存在，还可能因表面电荷特性与生物体发生复杂相互作用。目前，尽管已有研究表明纳米塑料对水生生物存在生长抑制、氧化损伤等影响，但不同电荷性质的纳米塑料（如带正电的氨基修饰聚苯乙烯纳米塑料 PS-NH?和带负电的羧基修饰聚苯乙烯纳米塑料 PS-COOH）对两栖动物的毒性差异及作用机制尚不明晰。两栖动物作为生态系统的敏感指示生物，其蝌蚪阶段因皮肤渗透性强，更易受到水中污染物的侵害，而全球两栖动物种群数量的持续下降，也让探究纳米塑料的潜在威胁变得刻不容缓。
为填补这一研究空白，国内研究人员以我国常见的黑斑蛙（Rana nigromaculata）蝌蚪为模型，开展了为期 21 天的暴露实验，相关成果发表在《Environmental Pollution》。研究旨在系统分析不同电荷纳米塑料对蝌蚪生长发育、肠道组织损伤、肠道微生物群落及代谢功能的影响，揭示电荷效应在纳米塑料毒性中的关键作用。
研究主要采用以下技术方法：
- 利用荧光标记的 PS-NH?（蓝色荧光）和 PS-COOH（绿色荧光）追踪纳米塑料在蝌蚪体内的生物蓄积情况；
- 通过测量蝌蚪存活率、体重（TBW）、体长（TBL）、体宽（BTL）等形态学参数，评估生长发育影响；
- 运用组织病理学染色观察肠道组织损伤程度，检测氧化应激指标（如活性氧水平）；
- 借助高通量测序分析肠道微生物群落的多样性和组成变化；
- 通过功能基因预测和转录分析，探究糖酵解和脂质代谢相关基因的表达差异。
形态参数与累积浓度
暴露实验显示，两种带电 PS-NPs 均显著降低蝌蚪存活率，且 60 mg/L 处理组存活率低于 6 mg/L 组（p < 0.05）。有趣的是，尽管存活率下降，蝌蚪的体重、体长和体宽却显著增加。荧光标记实验证实，PS-NH?和 PS-COOH 均可在蝌蚪体内蓄积，暗示纳米塑料可能通过干扰正常生理过程影响生长表型。
肠道组织损伤与氧化应激
组织学观察发现，PS-NH?处理组蝌蚪肠道出现更严重的结构损伤，如上皮细胞脱落、黏膜层萎缩。氧化应激分析表明，PS-NH?诱导的活性氧（ROS）水平显著高于 PS-COOH 组，说明正电荷纳米塑料可能通过增强氧化损伤加剧肠道毒性。
肠道微生物群落变化
高通量测序结果显示，PS-NH?暴露显著降低了肠道微生物的丰富度和多样性，尤其是与肠道屏障功能和营养吸收相关的菌群（如厚壁菌门、拟杆菌门）丰度下降。而 PS-COOH 对菌群的影响相对较弱，表明电荷性质可能通过调控菌群定植能力引发不同毒性效应。
代谢功能与基因转录分析
功能预测显示，PS-NPs 暴露导致蝌蚪糖酵解和脂质代谢相关基因表达异常，如糖酵解途径关键酶基因和脂肪酸代谢酶基因表达下调。这一结果与肠道微生物群落中参与代谢功能的菌群减少呈正相关，提示纳米塑料可能通过 “菌群 - 代谢” 轴干扰蝌蚪的能量代谢。
研究结论与意义
本研究首次系统揭示了电荷依赖的 PS-NPs 对黑斑蛙蝌蚪的毒性差异：正电荷 PS-NH?通过更强的生物黏附性诱导严重肠道氧化损伤和微生物群落紊乱，进而影响糖脂代谢过程；而负电荷 PS-COOH 的毒性效应相对温和。研究结果不仅为纳米塑料的生态风险评估提供了关键数据，也首次在两栖动物中建立了 “纳米塑料电荷 - 肠道菌群 - 代谢紊乱” 的毒性通路，为理解塑料污染对两栖动物种群衰退的潜在机制提供了新视角。此外，研究强调了表面电荷作为纳米塑料毒性预测指标的重要性，对未来制定针对性的环境风险管控策略具有指导意义。随着全球塑料产量持续攀升，这类微小颗粒对生态系统的长期影响仍需进一步追踪，而本研究为解开纳米塑料与两栖动物互作的复杂谜题提供了重要线索。
