纳米塑料通过调控CYP2C家族基因及甘油磷脂代谢诱导小鼠肝脏脂质沉积的联合代谢组与转录组研究

为解决环境纳米塑料(NPs)暴露与肥胖及脂代谢紊乱的关联机制问题，研究人员通过12周1000μg/L聚苯乙烯NPs暴露实验，结合非靶向代谢组学和转录组学分析，发现NPs通过下调Cyp2c23/Cypc40基因表达，干扰花生四烯酸代谢通路中的磷脂酰胆碱(PC)代谢，导致小鼠非饮食性肥胖和肝脏脂质沉积。该研究为环境污染物致代谢性疾病提供了新机制线索。

　　

塑料污染已成为全球性环境问题，微纳米塑料(MNPs)作为新兴污染物正通过食物链在人体内富集。令人担忧的是，流行病学数据显示全球塑料产量与肥胖发病率呈正相关趋势，而肝脏作为脂质代谢中枢和MNPs主要靶器官，其代谢紊乱机制尚未阐明。特别是粒径小于1μm的纳米塑料(NPs)因更强的生物穿透性，可能比微塑料(MPs)具有更高风险。现有研究多聚焦海洋生物或单一组学分析，对哺乳动物肝脏脂代谢的NPs干扰机制仍存在大量认知空白。

辽宁中医药大学的研究团队在《Lipids in Health and Disease》发表研究，通过建立C57BL/6J小鼠12周NPs暴露模型，整合非靶向代谢组学和转录组学技术，系统解析了NPs诱导肝脏脂质沉积的分子机制。研究采用动态光散射(DLS)表征NPs理化性质，通过MicroCT和EchoMRI检测体脂变化，结合血清生化、HE和油红O染色评估肝脏病理改变，并运用UPLC-MS/MS进行代谢组检测及Illumina测序开展转录组分析。

研究结果显示：（1）NPs暴露导致小鼠出现非饮食性体重增加，内脏脂肪体积显著增大，血清总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平升高，肝脏出现明显炎症浸润和脂滴沉积；（2）非靶向代谢组学发现69种差异代谢物，其中甘油磷脂占比最高(33.33%)，特别是磷脂酰胆碱(PC)类物质普遍下调；（3）转录组分析筛选出327个差异表达基因(DEGs)，KEGG富集显示花生四烯酸代谢、甘油磷脂代谢等通路显著改变；（4）联合分析揭示CYP2C家族基因(Cyp2c23、Cyp2c40)表达下调与PC代谢紊乱密切相关，这些基因可能通过调控花生四烯酸代谢通路影响肝脏脂质平衡。RT-qPCR和ELISA验证实验证实NPs暴露显著降低肝脏Cyp2c23、Cyp2c40 mRNA表达及PC含量。

该研究创新性地发现：（1）NPs通过干扰PC代谢和CYP基因表达破坏肝脏脂质稳态，首次将Cyp2c23/Cypc40基因与NPs诱导的代谢紊乱相关联；（2）阐明NPs作为环境肥胖因子的潜在作用机制，为代谢性疾病的环境因素研究提供新视角；（3）建立"污染物-基因-代谢物"多维互作网络，为风险评估提供分子标志物。局限在于仅使用雄性小鼠且未探讨NPs与既有代谢疾病的协同效应。未来研究可拓展性别差异分析及临床转化价值挖掘，为制定塑料污染健康防护策略奠定理论基础。