聚苯乙烯纳米塑料通过miR-122/P53/TIGAR信号轴调控糖代谢紊乱的分子机制研究

本研究揭示了环境浓度聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）通过下调肝脏特异性miR-122表达，激活P53/TIGAR通路，促使糖代谢从糖酵解（EMP）转向磷酸戊糖途径（PPP）的分子机制。结合斑马鱼模型和Hep G2细胞实验，首次阐明miRNA介导的代谢重编程在纳米塑料毒性中的作用，为环境污染物致代谢紊乱提供新靶点。

　　

Highlight

本研究首次揭示环境相关浓度的聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）通过miR-122/P53/TIGAR信号轴驱动糖代谢重编程的关键机制，为理解纳米塑料的代谢毒性提供了突破性视角。

Maintenance of zebrafish embryos/larvae and chemical exposure

野生型斑马鱼（AB品系）与转基因品系（Tg(-1.7apoa2:GFP)和Tg(XIEeF1a1:mlsEGFP)）在温州大学实验室培育。实验采用平均粒径51.71纳米的荧光标记PS-NPs（购自西安启越生物），其球形形态与自然环境中的纳米塑料具有可比性。

PS-NPs exposure induces oxidative stress and liver damage

随着暴露时间延长，红色荧光标记的PS-NPs在斑马鱼幼虫内脏（尤其是肝脏）显著富集（图1A,B）。线粒体荧光强度随浓度增加而降低（图1C,D），提示氧化应激损伤。肝脏特异性miR-122表达量下降50%，同时其靶基因P53及下游效应因子TIGAR表达上调2-3倍。

Discussion

尽管商业纳米塑料与环境纳米塑料在聚合物组成（如聚苯乙烯）和毒性效应（氧化应激、代谢紊乱）上相似，但二者在污染物携带能力等方面存在显著差异。本研究发现PS-NPs通过miR-122/P53/TIGAR轴将糖代谢从糖酵解（EMP）转向磷酸戊糖途径（PPP），这种代谢重编程可能是肝脏保护性应激反应。

Conclusion

该研究阐明PS-NPs通过抑制miR-122表达，激活P53/TIGAR通路，进而调控EMP和PPP代谢流分配的核心机制。miR-122作为代谢中枢调节器的功能，为纳米塑料的健康风险评估提供了新生物标志物。