环境微塑料暴露对HepG2细胞的影响：揭示增殖异常、线粒体动力学紊乱与自噬激活的分子机制

为探究微塑料(MPs)对人类健康的潜在危害，意大利卡塔尼亚大学等机构联合开展研究，通过分析聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)对肝癌细胞HepG2的影响，首次揭示MPs通过诱导ROS过量生成、破坏线粒体功能(降低mtDNA完整性和膜电位MMP)并激活自噬通路(LC3-II↑/p62↓)，为评估环境MPs污染对人体肝脏的致癌风险提供重要依据。

　　

塑料污染已成为21世纪最严峻的环境挑战之一。据统计，全球塑料产量将从1950年的920万吨飙升至2050年的340亿吨，这些难以降解的废弃物在环境中逐渐破碎成直径小于5毫米的微塑料(MPs)。更令人担忧的是，MPs已通过食物链侵入人类生活——在瓶装水、海鲜甚至食盐中均检测到其存在。作为人体解毒的核心器官，肝脏成为MPs蓄积的主要靶标，但MPs如何影响肝细胞功能仍存在重大知识空白。

针对这一科学问题，意大利卡塔尼亚大学联合突尼斯苏塞大学等机构的研究团队，在《Particle and Fibre Toxicology》发表重要成果。研究选取人类肝癌细胞系HepG2为模型，聚焦两种常见MPs——聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，首次系统揭示MPs通过干扰线粒体功能、激活自噬通路促进肿瘤细胞增殖的分子机制。

关键技术方法
研究采用CCK-8法检测细胞增殖，通过TBARS和DCFH-DA双指标评估ROS水平；利用JC-1染料结合流式细胞术分析线粒体膜电位(MMP)；采用长片段PCR技术检测mtDNA完整性；通过Cyto-ID荧光标记、Western blot(检测LC3-II/p62蛋白)及免疫荧光多维度解析自噬活性，并运用溶酶体抑制剂Bafilomycin A1验证自噬流。

研究结果

MPs增加HepG2细胞增殖
通过建立剂量效应曲线，发现PE和PET在10μg/mL浓度下显著提升细胞活力。其中PE的半数有效浓度(MAC)最低(40.07μg/mL)，提示其生物活性更强。CCK-8实验证实，72小时暴露使细胞增殖率显著升高(p<0.05)。

MPs诱导氧化应激
TBARS检测显示MPs处理组丙二醛(脂质过氧化标志物)含量增加2.3倍(p<0.01)，DCFH-DA荧光强度提升1.8倍(p<0.05)，证实ROS过量生成。线粒体作为ROS主要来源，其功能受损表现为：

线粒体功能紊乱
mtDNA完整性检测显示长片段扩增效率降低40%(p<0.001)，JC-1实验揭示绿色荧光单体比例增加，反映MMP显著下降(p<0.01)。这些数据表明MPs通过破坏电子传递链导致线粒体功能障碍。

自噬通路激活
研究通过三方面证据确认自噬激活：(1)Cyto-ID阳性细胞比例增加2.5倍(p<0.001)；(2)Western blot显示LC3-II蛋白表达上调而p62降解；(3)免疫荧光显示LC3斑点聚集。加入Bafilomycin A1后，LC3-II和p62同步积累，证实自噬流完整但溶酶体降解受阻。

结论与意义
该研究首次阐明环境相关浓度的MPs通过"ROS-线粒体损伤-自噬激活"级联反应促进肝癌细胞增殖。特别值得注意的是，自噬作为细胞应激的双刃剑，其异常激活可能加速癌变进程。研究为MPs的肝毒性评估提供了关键分子标志物(如mtDNA完整性、LC3-II/p62比值)，也为制定食品中MPs安全阈值奠定理论基础。鉴于MPs在人体内的持续积累效应，后续研究需重点关注长期暴露对肿瘤发生发展的影响。