PET微塑料通过激活p38-MAPK通路诱导小鼠雄性生殖毒性机制研究

本研究针对聚乙烯对苯二甲酸酯微塑料（PET-MPs）对哺乳动物生殖系统的潜在危害，通过90天小鼠灌胃实验，发现50/200/1000 nm PET-MPs可在睾丸组织积累，导致精子质量下降、激素水平紊乱及生精细胞异常。转录组测序揭示其通过激活p38-MAPK通路引发炎症反应，为环境微塑料的生殖风险评估提供重要理论依据。

　　

随着塑料制品在全球范围内的广泛使用，微塑料（Microplastics, MPs）污染已成为严峻的环境问题。这些直径小于5 mm的颗粒可通过食物链进入生物体，甚至在人类血液和精液中被检出。其中，聚乙烯对苯二甲酸酯微塑料（PET-MPs）作为常见塑料类型，其生殖毒性机制尚不明确。现有研究表明，聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）可破坏血睾屏障并干扰精子发生，但关于PET-MPs对哺乳动物生殖系统的影响仍存在显著研究空白。

为探究这一问题，中国某研究机构（根据国内惯例应为国家自然科学基金委资助项目）的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表了重要研究成果。该研究通过系统分析PET-MPs对雄性小鼠生殖功能的影响，首次揭示了p38-MAPK信号通路的激活是其关键作用机制。

研究采用三种粒径（50/200/1000 nm）的PET-MPs对C57BL小鼠进行90天灌胃暴露（8 mg/kg/天剂量），通过扫描电镜（SEM）和动态光散射技术（DLS）表征颗粒特性。利用激光共聚焦显微镜观察睾丸组织微塑料积累，结合精子形态分析、H&E染色、Ki67/TUNEL免疫荧光评估生殖损伤。通过转录组测序筛选差异表达基因（DEGs），并采用qPCR、Western blot和ELISA验证关键靶点及炎症因子。

研究结果显示：

1. PET微塑料表征与睾丸积累：SEM证实PET-MPs呈规则球形，Zeta电位均为负值。荧光成像显示三种粒径颗粒均能在睾丸组织蓄积。
2. 生殖病理改变：H&E染色发现生精细胞排列紊乱、空泡化；Ki67阳性信号减弱而TUNEL阳性增强，提示细胞增殖抑制和凋亡增加。
3. 精子参数与激素紊乱：暴露组精子密度、活力显著降低，畸形率升高（如无头、多头畸形）；血清睾酮、GnRH、LH和FSH水平同步下降。
4. 关键基因与蛋白验证：qPCR显示Pcna、Hspa2、Sycp3等精子发生相关基因表达下调；Western blot证实BCL-XL/BAX比例失衡，HSPA2、DMC1等蛋白减少。
5. p38-MAPK通路激活：转录组分析发现19个共同DEGs，KEGG富集显示p38-MAPK通路被显著激活。验证实验显示p-p38蛋白表达增加，伴随TNF-α、IL-6等炎症因子水平升高。

该研究创新性地提出PET-MPs通过诱发睾丸组织炎症微环境，激活p38-MAPK信号级联反应，进而抑制生精细胞增殖、促进凋亡的分子机制。这一发现不仅填补了PET-MPs生殖毒性机制的研究空白，更为制定环境微塑料的安全阈值提供了科学依据。未来研究可进一步探索PET-MPs对雌性生殖系统的影响，以及p38-MAPK抑制剂在干预微塑料毒性中的潜在应用价值。