聚乙烯微塑料通过破坏黏着斑激酶(FAK)信号通路和Sertoli细胞代谢损害血睾屏障功能与精子发生

为解决聚乙烯微塑料(PE-MPs)对男性生殖健康的潜在危害问题，研究人员开展PE-MPs通过干扰黏着斑激酶(FAK)的Tyr397/Tyr407磷酸化平衡破坏血睾屏障(BTB)完整性的机制研究。发现PE-MPs导致occludin、claudin-11等紧密连接蛋白表达降低，FAK信号异常引发F-actin结构紊乱，同时通过Akt/mTOR通路诱发代谢重编程，最终导致精子发生障碍。该研究为环境污染物生殖毒性机制提供新证据。

　　

在个人护理品中广泛应用的聚乙烯微塑料(PE-MPs)，正成为威胁男性生殖健康的新型环境污染物。最新研究发现，20-100μm的PE-MPs已出现在人类睾丸组织和精液中，这些不可降解的颗粒可能通过食物链进入人体。血睾屏障(BTB)作为生精小管中的特殊结构，通过紧密连接(TJ)和外质特化(ES)共同维持精子发生的微环境，其中黏着斑激酶(FAK)的双重磷酸化调控(Tyr397促进连接解聚，Tyr407维持屏障完整)对BTB动态平衡至关重要。然而，PE-MPs如何干扰FAK信号通路进而破坏精子发生的过程尚不明晰。

印度国立药物教育研究所(NIPER-Raebareli)的研究团队通过56天大鼠灌胃实验，系统评估了20-2000μg/mL剂量PE-MPs的生殖毒性。采用Western blot检测BTB相关蛋白表达，免疫荧光观察FAK磷酸化位点变化，结合¹H NMR代谢组学分析血清代谢物扰动，首次揭示PE-MPs通过双重机制破坏睾丸稳态：既直接损伤BTB结构，又引发全身代谢异常。

表面形态与剂量效应
扫描电镜显示PE-MPs呈4.27-53.20μm不规则形态。虽然2000μg/mL组睾丸绝对重量无显著变化，但组织病理显示生精小管萎缩和生殖细胞脱落，提示结构损伤早于重量改变。

FAK信号通路失衡
Western blot显示PE-MPs显著降低p-FAK(Tyr407)而升高p-FAK(Tyr397)，这种磷酸化失衡导致：①基底ES区F-actin结构紊乱，occludin、claudin-11等TJ蛋白表达下降50%以上；②顶端ES区整合素β1(Integrinβ1)异常激活，引发未成熟生殖细胞提前脱落。双重作用共同造成BTB"渗漏"。

代谢重编程效应
血清代谢组发现17种代谢物异常，包括：①乳酸/丙酮酸比值升高2.3倍，反映糖酵解途径激活；②组氨酸/酪氨酸比例失调，提示氨基酸代谢紊乱。这些变化可能通过破坏Sertoli细胞能量供应间接加重生殖损伤。

下游通路交叉调控
PE-MPs同步抑制PI3K/Akt/mTOR通路关键蛋白表达，该通路既调控FAK磷酸化又影响线粒体功能，可能是连接BTB破坏与代谢异常的核心枢纽。

该研究创新性揭示PE-MPs通过"FAK磷酸化失衡-BTB结构破坏-代谢微环境紊乱"的级联反应损害精子发生。特别发现Tyr407磷酸化缺陷是BTB开放的关键靶点，而Tyr397过度激活导致生殖细胞黏附丧失，这种双位点调控机制为环境污染物生殖毒性研究提供新视角。研究局限性在于未区分不同生精细胞的特异性凋亡响应，未来需结合单细胞测序等技术深入解析。这些发现对制定微塑料安全阈值和开发男性不育干预策略具有重要指导意义。