三氯生与聚苯乙烯纳米塑料共暴露对斑马鱼神经发育毒性及肠道菌群失调的协同效应研究

本研究针对环境污染物三氯生(TCS)与聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)共暴露的复合毒性机制，通过斑马鱼模型揭示了其协同加剧神经发育异常(如运动活性降低、神经基因syn2a /ngn1 下调)和肠道菌群紊乱(α多样性下降)的作用。结合16S rDNA测序与CTD数据库分析，阐明氧化应激通路介导的肠-脑轴失调，为评估新兴污染物环境风险提供新依据。

　　

研究背景
近年来，微塑料和纳米塑料(MPs/NPs)如同“隐形入侵者”渗透至地球每个角落——从马里亚纳海沟到青藏高原，甚至人类血液中检出浓度达1.6 μg/ml。与此同时，抗菌剂三氯生(TCS)因COVID-19疫情期间消毒剂滥用，在水体中浓度激增至612 ng/L。这两种污染物在环境中“结伴而行”，但它们的“组合拳”毒性却鲜为人知。更令人担忧的是，纳米级塑料因其微小尺寸能搭载TCS穿透血脑屏障，可能对神经系统和肠道这对“孪生器官”造成双重打击。

四川大学华西医院干细胞生物学研究室团队在《Environmental Pollution》发表研究，首次系统揭示TCS与100 nm聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)共暴露如何通过氧化应激“引爆”斑马鱼的神经发育危机和肠道生态灾难。

关键技术方法
研究采用急性(6 hpf-5 dpf)和慢性(6 hpf-90 dpf)暴露实验，通过荧光标记追踪PS-NPs体内分布，结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)表征颗粒特性。神经行为学分析评估运动活性，16S rDNA测序解析肠道菌群，比较毒理基因组学(CTD)数据库挖掘关键通路，并检测丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)及神经基因表达。

研究结果

PS-NPs在斑马鱼体内的分布特征
SEM显示PS-NPs平均粒径99.2 nm，吸附TCS后增至110.1 nm。荧光示踪发现PS-NPs主要富集于肠道和脑部，而TCS未改变其分布模式，暗示二者可能“分头行动”攻击不同靶点。

神经发育毒性
共暴露组幼虫出现脊柱弯曲等畸形，运动活性降低40%。成年鱼反应延迟达2倍，脑组织出现空泡化。基因检测显示神经发育关键基因syn2a
(突触形成)、ngn1
(神经发生)、gap-43
(轴突生长)表达量腰斩，CTD分析锁定氧化应激为核心机制。

肠道菌群与病理损伤
慢性暴露导致肠道菌群α多样性下降25%，致病菌丰度翻倍。肠绒毛大面积脱落，肠壁厚度减少30%，形成“漏肠”样病变。菌群代谢功能预测显示短链脂肪酸合成通路受阻，可能通过肠-脑轴加剧神经损伤。

结论与意义
该研究首次绘制了TCS+PS-NPs“双毒合璧”的作用图谱：纳米塑料作为“特洛伊木马”携带TCS突破生物屏障，协同激活氧化应激“开关”，进而切断神经发育的“电路”(基因下调)和肠道菌群的“供电系统”(代谢紊乱)。这一发现为解释疫情期间消毒剂与微塑料污染协同危害提供了实验证据，也为制定复合污染物监管标准奠定科学基础。尤其值得注意的是，研究揭示的syn2a
/ngn1
基因可能是早期神经毒性预警的“分子哨兵”，而肠道菌群指标或成为评估塑料污染的新“生物标尺”。