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聚苯乙烯微塑料在Raw 264.7巨噬细胞中的毒理学特征:揭示微塑料暴露与免疫细胞功能损伤的关联
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月26日 来源:Toxicology 4.8
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本研究针对环境微塑料(PSMPs)对人类免疫系统的潜在危害,通过分析≤0.5 μm聚苯乙烯微塑料(PSMPs)对Raw 264.7巨噬细胞的毒性作用,发现高剂量(500 μg/mL)暴露可导致线粒体损伤、溶酶体功能障碍、ROS升高及细胞衰老。研究为评估塑料污染的健康风险提供了关键实验依据。
在塑料污染席卷全球的今天,微塑料(MPs)已渗透到人类生活的各个角落——从深海鱼类的内脏到婴儿的胎盘组织。尤其令人担忧的是,直径小于0.5微米的聚苯乙烯微塑料(PSMPs)能够穿越生物屏障,在人体血液中检出浓度高达1.6 μg/mL。作为先天免疫的第一道防线,巨噬细胞对异物的吞噬特性使其成为微塑料攻击的首要目标,但这类相互作用如何破坏免疫功能尚不明确。
针对这一科学难题,印度马德拉斯大学(University of Madras)的研究团队在《Toxicology》发表了突破性研究。通过系统评估PSMPs对Raw 264.7小鼠巨噬细胞的毒性效应,首次揭示微塑料通过"线粒体-溶酶体轴"损伤诱发免疫细胞早衰的分子机制。研究采用荧光标记示踪(f-PSMPs)、场发射扫描电镜(FESEM)表征、流式细胞术检测ROS和凋亡、β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)衰老标记等关键技术,建立了一套完整的微塑料免疫毒性评价体系。
【Characterization of PSMPs】
电镜分析证实实验用0.5 μm PSMPs具有标准球形结构,在细胞培养基中zeta电位达-10.1 mV,这种表面特性促进其与巨噬细胞膜结合。荧光示踪显示2小时内即可完成内化,24小时累积量达峰值。
【Discussion】
500 μg/mL高剂量暴露引发级联毒性:线粒体膜电位下降62%导致ATP合成障碍;溶酶体pH失衡使降解效率降低40%;ROS爆发引发脂质过氧化产物MDA升高3.8倍。伴随LDH和SOD酶活异常,最终导致23.7%细胞进入早衰状态(SA-β-gal阳性)。
这项研究的重要意义在于:首次证实环境相关浓度的PSMPs可通过氧化应激-线粒体损伤双通路诱发免疫细胞衰老,为解释塑料暴露人群的免疫功能异常提供了分子层面的证据。研究建立的快速毒性评估模型(2小时即可观测内化)为后续纳米塑料风险预警提供了方法学参考。鉴于巨噬细胞在抗感染和肿瘤监视中的核心作用,该发现对制定塑料制品安全阈值具有重要公共卫生价值。
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