光老化聚乳酸微塑料通过组蛋白甲基转移酶调控DNA损伤检查点激活诱导秀丽隐杆线虫生殖能力的跨代衰退

本研究聚焦光老化聚乳酸微塑料（PLA-MPs）在μg/L级浓度下对秀丽隐杆线虫（C. elegans）生殖能力的跨代毒性机制。研究人员发现，光老化PLA-MPs通过激活DNA损伤检查点（MRT-2/CLK-2/HUS-1）和调控9种生殖系组蛋白甲基转移酶（HMTs），导致跨代生殖细胞凋亡和有丝分裂细胞减少。该研究揭示了生物可降解塑料的环境风险，为评估微塑料跨代毒性提供了表观遗传学新视角。

　　

在生物可降解塑料快速发展的背景下，聚乳酸（PLA）作为传统塑料的环保替代品备受关注。然而，环境中的PLA在紫外线作用下会降解为微塑料（MPs），这些光老化PLA-MPs可能比原始颗粒具有更强的生物毒性。更令人担忧的是，目前关于生物可降解MPs的毒性研究多集中于当代效应，其潜在的跨代影响仍是未知领域。秀丽隐杆线虫因其短生命周期和高度保守的应激响应通路，成为研究环境污染物跨代效应的理想模型。

广东某研究团队在《Environmental Pollution》发表的研究中，系统评估了1-100 μg/L光老化PLA-MPs对线虫生殖功能的跨代影响。研究采用紫外辐照法制备光老化PLA-MPs，通过扫描电镜和傅里叶红外光谱表征其物理化学性质；利用转基因线虫株系进行生殖腺细胞计数和凋亡检测；结合RNA干扰（RNAi）技术筛选关键组蛋白甲基转移酶（HMTs）；采用qPCR分析DNA损伤检查点相关基因表达。

【Photo-aged PLA-MP properties】
光老化PLA-MPs表面出现明显裂纹和孔洞，比表面积增加，羰基指数升高，表明其理化性质发生显著改变。

【Transgenerational toxicity on reproductive capacity by photo-aged PLA-MPs】
1 μg/L暴露即可引起P₀
-G（亲代）和F₁
-G（子一代）生殖能力下降，100 μg/L暴露的毒性效应可持续至F₃
-G。这种跨代毒性与其在子代体内的积累量不成正比，提示存在表观遗传机制参与。

【Transgenerational toxicity on reproductive capacity was not mainly due to transgenerational accumulation of photo-aged PLA-MPs】
尽管在F₃
-G仍检测到PLA-MPs残留，但其浓度仅为P₀
-G的12.7%，且浸出液实验证明化学溶出物并非主要致毒因素。

【Discussion】
研究发现光老化PLA-MPs通过两种途径导致跨代生殖衰退：一是持续减少生殖腺有丝分裂细胞数量（P₀
-G至F₃
-G减少23.7%-41.2%）；二是诱导生殖细胞凋亡，这与DNA损伤检查点基因（mrt-2、clk-2、hus-1）的跨代持续激活密切相关。更关键的是，筛选出9个表达发生跨代改变的HMTs基因，其中mes-2、set-27等6个基因的RNAi会加剧PLA-MPs毒性，而met-2、set-3等3个基因的RNAi则具有保护作用。

该研究首次阐明：μg/L级光老化PLA-MPs可通过生殖系HMTs调控的DNA损伤检查点激活途径，产生长达四代的生殖毒性。这不仅揭示了生物可降解塑料潜在的环境风险，还为理解环境污染物跨代效应的表观遗传机制提供了新靶点。研究强调，在评估"环保"材料的生物安全性时，必须考虑其环境转化产物和跨代影响，这对完善微塑料风险评估体系具有重要指导意义。