PET微塑料暴露通过转录组重编程和氧化应激诱导仔猪肝脏功能障碍的机制研究

本研究针对日益严重的微塑料(PET MPs)污染问题，探究了其对哺乳动物肝脏的毒性效应。研究人员通过给仔猪进行4周不同剂量(0.1g/天和1g/天)PET MPs暴露，采用RNA-Seq技术发现高剂量组显著改变24个基因表达，涉及胆固醇代谢(HMGCS2)、转移酶活性(GSTM3)等通路；同时检测到氧化应激标志物(CAT活性升高，SOD/GST活性降低)和肝功能指标(胆红素升高，IV型胶原降低)的异常变化。该研究首次在猪模型中证实PET MPs可通过转录调控和氧化损伤途径导致肝功能障碍，为评估微塑料对人类健康的潜在风险提供了重要依据。

在全球每年生产3.68亿吨塑料制品的背景下，直径小于5毫米的微塑料(MPs)已成为新型环境污染物。特别令人担忧的是，广泛用于食品包装的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)占欧洲塑料产量的重要部分，而婴儿粪便中的PET颗粒浓度竟是成人的10-20倍。这些微小颗粒可通过食物链进入人体，在肝硬化患者的肝脏组织中被检出，但其对哺乳动物肝脏的分子机制仍不清楚。鉴于猪与人类在解剖生理上的高度相似性，波兰奥尔什丁 Warmia and Mazury 大学的研究团队选择仔猪模型，首次系统研究了PET MPs暴露对肝脏转录组、氧化应激和功能标志物的影响。

研究采用RNA-Seq转录组测序、酶联免疫吸附试验(ELISA)和酶活性检测等关键技术。将15头8周龄雌性仔猪分为对照组、低剂量(0.1g/天)和高剂量(1g/天)暴露组，持续4周后采集肝左叶样本。通过Illumina NovaSeq 6000平台进行转录组测序，使用Cayman Chemical公司的试剂盒检测过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)等氧化应激指标，并通过猪特异性ELISA试剂盒测定胆红素、IV型胶原等肝功能标志物。

转录组分析结果显示：

低剂量组仅改变5个基因表达，其中脂联素(ADIPOQ)下调可能影响葡萄糖稳态；而高剂量组显著改变24个基因表达，涉及胆固醇代谢关键基因载脂蛋白A4(APOA4)和3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶2(HMGCS2)的上调，以及谷胱甘肽S-转移酶mu3(GSTM3)和硫酸转移酶1B1(SULT1B1)等转移酶相关基因的异常表达。这些差异基因富集在胆固醇代谢、转移酶活性和生物氧化等通路，提示PET MPs可能干扰肝脏代谢稳态。

氧化应激指标呈现剂量依赖性变化：

高剂量组表现出典型的抗氧化防御系统紊乱——CAT活性升高58%(p<0.05)的同时，SOD和谷胱甘肽S-转移酶(GST)总活性分别降低32%和41%(p<0.05)。值得注意的是，脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平反常下降，可能与磷脂酶Cε1(PLCE1)表达下调有关，该基因在肝癌组织中同样呈现低表达特征。

肝功能标志物检测发现：

高剂量组肝组织胆红素含量增加2.3倍(p<0.05)，而IV型胶原(肝纤维化标志物)在两组均显著降低，丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)活性分别下降27%和34%(p<0.05)。这种"胆红素升高伴随转氨酶降低"的特殊模式，提示PET MPs可能通过不同于传统肝损伤的机制影响肝功能。

这项研究首次在大型哺乳动物模型中证实，PET MPs通过多重机制干扰肝脏生理功能：在分子层面重编程胆固醇代谢和转移酶相关基因表达；在细胞层面破坏氧化还原平衡；在组织层面改变胆红素代谢和细胞外基质稳态。特别值得注意的是，低剂量(0.1g/天)暴露即产生可检测的生物学效应，该剂量相当于人类每周微塑料预估摄入量的下限。研究结果为制定食品中微塑料安全限值提供了重要参考，也为探索微塑料与代谢性疾病（如非酒精性脂肪肝）的潜在关联开辟了新思路。未来研究需要进一步阐明PET降解产物（如对苯二甲酸）在肝毒性中的作用，以及长期暴露是否会导致不可逆的肝纤维化或肿瘤发生。