《Frontiers in Public Health》：Microplastics and nano-plastics as emerging gut–brain axis disruptors: mechanistic insights, health implications, and future direction
塑料是因其多功能性、较长保质期和低成本而广泛使用的合成聚合物。然而，传统塑料的非生物降解特性导致微塑料（MPs；<5 mm）和纳米塑料（NPs；<100 nm）在水生、陆地和大气环境中积累。微纳米塑料（MNPs）由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯组成。人类主要通过摄入、吸入（极少通过皮肤接触）暴露于微纳米塑料。胃肠道是这类颗粒的潜在积累部位，这会导致微生物失调，破坏肠道屏障完整性，诱导氧化应激和炎症。这些破坏导致肠道相关疾病、慢性全身炎症，并通过神经炎症后果影响肠脑轴（GBA）。本综述强调肠道菌群失调作为介导微纳米塑料（MNPs）效应的关键门户。在微纳米塑料（MNPs）作用下，菌群组成发生改变，减少有益短链脂肪酸（SCFA）产生菌如粪杆菌属（Faecalibacterium）、罗斯氏菌属（Roseburia）和双歧杆菌属（Bifidobacterium），同时刺激机会致病菌如脱硫弧菌属（Desulfovibrio spp.）的生长。随后短链脂肪酸（SCFA）生成减少诱导脂多糖（LPS）释放和紧密连接蛋白下调，这损害肠道屏障完整性并加速微纳米塑料（MNPs）、微生物产物和促炎决定因子向体循环的易位。然后微纳米塑料（MNPs）通过受体介导途径、细胞旁扩散或转胞吞作用穿过血脑屏障（BBB），这一过程因炎症和氧化应激而加剧。过量的活性氧（ROS）进一步引起线粒体功能障碍、神经炎症、小胶质细胞激活、神经递质失衡和病理性蛋白质聚集。这是一篇叙述性综述，聚焦于整合当前关于微纳米塑料（MNPs）通过肠道菌群失调、肠道屏障功能障碍、氧化应激增加、炎症和神经化学信号改变来干扰肠脑轴（GBA）的证据。研究进一步强调了这些变化对全身健康的后果，识别了关键知识空白，并概述了未来研究优先事项，以更好地理解和减轻健康风险。
1 Introduction
微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）是小于5 mm和1 μm的塑料碎片，作为环境污染物普遍存在，源于大塑料降解、制造过程、合成纺织品及日常用品。人类主要通过摄入污染食物和水、吸入空气颗粒及皮肤接触暴露。在痴呆患者脑组织中发现的微纳米塑料（MNPs）浓度比同龄神经健康对照高2.4–7.5倍，优先积累于海马和前额叶皮层。肠脑轴（GBA）是双向通信网络，包括神经、内分泌和免疫通路，整合消化平衡与中枢神经系统（CNS）功能。摄入的微塑料（MPs）改变肠道微生物组成，导致菌群失调，表现为短链脂肪酸（SCFA）合成减少和致病菌（如脱硫弧菌属Desulfovibrio spp.）增加，从而增加肠道屏障通透性和全身炎症。这种“肠漏”促进微塑料（MP）向循环易位，通过内吞、细胞旁或特洛伊木马途径穿越血脑屏障（BBB），在神经组织中积累并触发神经毒性。微塑料/纳米塑料（MP/NP）暴露通过过量活性氧（ROS）产生、线粒体功能障碍和神经炎症（通过小胶质细胞刺激和细胞因子如IL-1β、TNF-α释放）导致氧化应激。这些是神经退行性疾病如阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）和肌萎缩侧索硬化症（ALS）的特征，包括突触损害、神经递质失调（如5-羟色胺和多巴胺减少）和蛋白质（如淀粉样蛋白-β Aβ、α-突触核蛋白）积累。动物模型显示微塑料（MP）积累后缺血后神经元死亡加剧、认知异常和运动障碍，且子代出现跨代效应。人类流行病学数据虽有限，但将更高微塑料（MP）负担与痴呆风险关联，可能通过肠脑轴（GBA）介导的途径如迷走神经信号改变和脂多糖（LPS）易位。尽管有这些进展，仍存在显著空白：机制研究常忽略共暴露、真实世界颗粒异质性（如大小、形状、聚合物类型）和敏感人群（如儿童和老年人）。此外，膜过滤和生物修复虽是去除微塑料（MP）的有前景水处理技术，但其扩展能力和对纳米塑料（NPs）的有效性仍知之甚少。本综述综合了微塑料/纳米塑料（MP/NP）与肠脑轴（GBA）和中枢神经系统（CNS）相互作用的当前证据，阐明暴露途径、毒理学机制和疾病关联，旨在为风险评估、政策干预和未来研究方向提供信息，以减轻这一新兴威胁对神经健康的影响。
2 Sources, types, bioaccumulation and routes for human exposure
每年全球塑料产量超过4亿吨，有意制造和环境退化产生各种微米和纳米级碎片。微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）广泛分布于生态系统，经历物理、化学和生物变化，影响其生物可利用性、运输和持久性。人类主要通过摄入、吸入和皮肤接触暴露，生物积累增加所有营养级风险。
2.1 Primary vs. secondary MNPS
初级微纳米塑料（MNPs）是故意制造的微米至纳米尺寸颗粒，用于工业用途，如化妆品中的微珠、个人护理产品中的去角质剂和清洁溶液中的颗粒。例如，一次面部磨砂膏可释放多达94,500个颗粒进入废水系统。合成纺织品（如衣物和家具）洗涤后释放初级微纤维，约占海洋微塑料（MPs）的35%。轮胎磨损颗粒是另一重要初级来源，占城市径流中微塑料（MPs）的28%–42%。工业过程如3D打印和塑料颗粒制造也释放初级纳米塑料（NPs）。次级微纳米塑料（MNPs）则通过大塑料物体因风化破碎产生，如包装、瓶子和渔具，通过紫外线光降解、热氧化、机械磨损和生物降解分解成小碎片。聚合物类型影响碎裂速率：聚苯乙烯（PS）和聚乙烯（PE）在紫外线下比聚氯乙烯（PVC）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）分解更快。与污染物如金属或有机污染物的共暴露可加速次级形成。
2.2 Global production and waste projections
塑料制造指数增长导致微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）增殖。全球产量从2021年增长4%至2022年的4.003亿吨，预计到2060年达12亿吨。亚洲（51%）、北美（19%）和欧洲（16%）主导生产，包装（44%）和纺织品（14%）是主要行业。2019年产生3.53亿吨废物，其中仅9%回收，19%焚烧，50%填埋，22%管理不当泄漏到环境中。预计到2040年，未管理废物将导致微塑料/纳米塑料（MP/NP）积累达每年1000–4000万吨。每年有800–1400万吨塑料垃圾进入海洋环境，主要来自陆地来源。若不采取行动，海洋塑料碎片量可能到2040年增加两倍，达每年2900万吨。这些趋势突显了亟需循环经济方法以减少初级和次级微塑料/纳米塑料（MP/NP）的产生。
2.3 Routes of human exposure and dosimetry
人类通过多种途径接触微纳米塑料（MNPs），最常见的是摄入，通过受污染食物（如海鲜、盐和瓶装水）和饮料每年贡献39,000–52,000个颗粒。仅海鲜在高消费群体中每年贡献11,000个颗粒，而瓶装水每年增加4,000–90,000个颗粒。加工和包装降解产生的微塑料（MPs）存在于饮料中，如牛奶、啤酒和软饮料，含量高达40个颗粒/升。室内吸入暴露每天21–26个颗粒，主要来自灰尘和合成纺织品；城市居民每年可吸入高达272个微塑料（MPs）/立方米。纳米塑料（NPs）（<100 nm）通过衣物和化妆品穿透皮肤屏障导致皮肤接触，尽管量化较少。通过混合途径，成人每周摄入0.1–5克微塑料（MPs），相当于一张信用卡的质量。由于体重较小和手口行为，儿童暴露高于成人。职业群体如纺织工人粪便中微塑料（MPs）可达1000个颗粒/克。这些估计强调了需要统一测量方法以改善暴露评估。
2.4 Bioaccumulation and trophic transfer
微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）通过在生物体内积累并通过食物网转移增加人类暴露。水生系统中，鱼类和贝类从浮游生物获取纳米塑料（NPs），生物放大因子每营养级高达10倍。土壤生物如蚯蚓吸收微塑料（MPs）并将其转移到作物。人类组织如胎盘、母乳和血液中发现了微塑料（MP）浓度0.6–10个颗粒/克，表明跨代转移。尸检研究显示痴呆患者负荷更高，表明中枢神经系统（CNS）积累。共吸附的污染物如邻苯二甲酸盐在营养传递过程中增加毒性。总之，生物积累和生物放大促进了微纳米塑料（MNPs）的转移，需要评估长期健康风险。
2.5 Common MNPs' physicochemical characteristics and how they affect transmembrane transfer
微纳米塑料（MNPs）的物理化学特性，包括聚合物类型、大小、形状、表面电荷、疏水性和结晶度，显著影响肠道吸收、屏障易位、微生物组相互作用和神经毒性。常见聚合物有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。由于高疏水性和柔韧性，较小聚乙烯纳米塑料（PE-NPs）（<500 nm）通过肠漏表现出增加的系统性易位，导致脑积累和氧化应激。半结晶聚丙烯（PP）碎片和纤维形成蛋白质冠，促进M细胞摄取和细胞旁运输，加剧血脑屏障（BBB）穿越和肠道菌群失调。带正电荷的聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）（<200 nm）在肠上皮细胞中表现出2–5倍更高的内吞作用，并在血脑屏障（BBB）上转胞吞，触发小胶质细胞激活和蛋白质聚集。聚苯乙烯（PS）通常呈球形，显示大小和电荷依赖性摄取。聚氯乙烯（PVC）颗粒富含增塑剂（如DEHP），通过抑制PPAR-γ增加细胞旁泄漏和神经炎症，下调紧密连接蛋白（ZO-1、occludin）。中等亲水性的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）片段通过大小依赖性易位引起黏液层破坏。总之，较小尺寸（<200 nm）、正表面电荷、不规则形状和疏水性增加跨膜转运效率，加剧肠脑轴（GBA）干扰。
3 Translocation from gut to brain: barrier crossing mechanism
微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）从胃肠道腔进入血液并穿越血脑屏障（BBB），从而在脑区积累。多步骤易位利用受损的肠道完整性、免疫介导的转运和大小依赖的物理化学特性。主要机制包括内吞作用、细胞旁泄漏和特洛伊木马吞噬作用，受颗粒大小、表面化学和共暴露于肠道菌群失调或吸附污染物调节。
3.1 Endocytosis in enterocytes and M cells
纳米塑料（NPs）（<200 nm）由于纳米尺度，更常通过网格蛋白或小窝蛋白介导的内吞作用在肠上皮细胞和派伊尔结（Peyer's patches）的M细胞中被内化。聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）（50–100 nm）在Caco-2/HT29-MTX共培养单层中表现出10%–30%的易位效率，远高于微塑料（MPs）（>1 μm）。表面电荷重要：带正电荷的胺修饰纳米塑料（NPs）由于与带负电的糖萼的静电相互作用，吸收量比中性或羧基化对应物高2–5倍。内化后，40%–60%的纳米塑料（NPs）通过早期内体运输并以外吐方式释放到固有层，避免溶酶体降解。长期暴露通过活性氧（ROS）介导的PI3K/Akt信号上调内吞途径，进一步增加易位率。纳米尺度促进纳米塑料（NPs）突破肠道屏障，进入体循环到达远端器官，使其比微塑料更具危害性。
3.2 Paracellular leakage via tight junction disruption
微塑料/纳米塑料（MP/NP）诱导的肠道菌群失调和炎症损害紧密连接完整性，允许微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）通过细胞旁途径易位。在鼠模型中，当脱硫弧菌属（Desulfovibrio spp.）过度生长（常见于微塑料（MP）暴露后）减少产丁酸盐菌群（如粪杆菌属Faecalibacterium）时，紧密连接蛋白ZO-1和occludin表达下调40%–70%。这种“肠漏”表型使多达10 μm的微塑料（MPs）能在肠上皮细胞间移动，肠道通透性（通过FITC-葡聚糖流动测量）增加3–5倍。通过抑制PPAR-γ，共暴露于吸附在微塑料（MPs）上的邻苯二甲酸盐进一步加剧这一效应，进一步 destabilize 连接复合物。
3.3 BBB penetration pathways
一旦到达脑内皮，微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）通过多种方法穿越血脑屏障（BBB），包括转胞吞作用、细胞旁扩散和受体介导的运输。根据DHE荧光和LDLR mRNA表达，PEG化聚苯乙烯纳米颗粒（100 nm）在斑马鱼中通过低密度脂蛋白（LDL）受体介导的转胞吞作用表现出3.1%的脑吸收，在微塑料（MP）诱导的氧化应激期间该机制增强2.8倍。较大微塑料（MPs）（1–5 μm）依赖于炎症诱导的细胞旁泄漏。在暴露于2 μm PS-MPs（10 μg/mL）并伴有TNF-α共刺激24小时后，微塑料（MP）触发的细胞因子风暴使人类BBB内皮单层（hCMEC/D3）中claudin-5减少58%，occludin减少42%，导致TEER降低310%，FITC-葡聚糖通透性增加340%。吸附的环境污染物进一步调节穿透：铅（Pb）涂层微塑料（MPs）通过下调金属硫蛋白-2和激活肌球蛋白轻链激酶（MLCK）损害血脑屏障（BBB）完整性，允许大鼠模型中3 μm颗粒穿透。此外，纳米塑料（NP）表面的载脂蛋白E（ApoE）模仿LDL颗粒，利用LRP1介导的转胞吞作用进入中枢神经系统（CNS）。2024年一项开放获取研究使用ApoE4功能化聚苯乙烯纳米颗粒（80 nm）在人类iPSC衍生BBB模型中显示，与ApoE3相比转胞吞效率增加2.1倍，LRP1敲低降低摄取67%。
3.4 Evidence from human and animal studies
尸检研究发现人类脑组织中微塑料（MP）浓度为0.6–2.4颗粒/克；痴呆患者负荷比对照高2–3倍，集中在前额叶皮层和海马。在啮齿动物模型中，暴露于5 μm PS-MPs（0.1–10 mg/L饮用水）90天后，脑易位率为0.03%–0.12%，纳米塑料（NPs）在少突胶质细胞中积累并引起α-突触核蛋白寡聚化和胼胝体髓鞘破坏。母体纳米塑料（NP）暴露（50 nm PS-NPs，0.5 mg/kg/天，口服灌胃，妊娠第1–21天）导致子代产后第14天脑积累（母体剂量的0.11%），Y迷宫自发交替减少≥38%，旷场试验中心时间减少≥51%，这些效应由胎盘转移介导（纳米塑料（NPs）在乳源性外泌体中通过NTA和荧光标记检测）。这些过程强调了共暴露和颗粒异质性对中枢神经系统（CNS）易位的贡献。然而，测量人类脑中微纳米塑料（MNPs）暴露仍具挑战性；需要标准化剂量学、长期队列研究和先进成像技术（如荧光相关光谱）。
4 CNS cellular and molecular toxicity
微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）在穿越血脑屏障（BBB）后，通过氧化应激、线粒体损伤、慢性神经炎症、突触功能障碍、神经递质失衡和蛋白质错误折叠引起中枢神经系统（CNS）显著的细胞和分子毒性。颗粒大小（<100 nm纳米塑料（NPs）吸收最大）、表面电荷（带正电颗粒增加毒性2–5倍）、聚合物类型和共吸附环境污染物均加剧这些通路。微塑料/纳米塑料（MP/NP）暴露在体外、体内和新兴人类数据中与加速神经退行性疾病相关。除了直接颗粒效应，微纳米塑料（MNPs）还作为可浸出添加剂和降解副产物的储库，在胃肠道（GI）转运、延长组织滞留或器官中粘附和聚集后释放。常见化学物质如邻苯二甲酸盐（如DEHP）、双酚A（BPA）和阻燃剂（如TBBPA）在模拟胃肠道条件下容易浸出。通过吸附和延长滞留，微塑料（MPs）在胃肠道中增加添加剂生物利用度。在Caco-2细胞和人类肠道微生物组中，聚乙烯（PE）微塑料（MPs）（5 μm，10–100 μg/mL）与TBBPA（20 μM）共暴露时，与单独TBBPA相比，氧化应激和线粒体功能障碍增加约40%。类似地，在胃肠道模拟下，含邻苯二甲酸盐的聚氯乙烯（PVC）微塑料（MPs）释放18%–34%的DEHP，增加上皮通透性并破坏紧密连接蛋白（ZO-1、occludin、claudins）。浸出化学物质在通过肠脑轴（GBA）信号沉积于脑组织或系统性易位后，加剧神经炎症。邻苯二甲酸盐和双酚A（BPA）通过促进过量活性氧（ROS）产生、NF-κB激活和促炎细胞因子释放（TNF-α、IL-1β、IL-6）加剧小胶质细胞激活、血脑屏障（BBB）通透性和突触功能障碍。尸检研究证实阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD）患者脑脊液（CSF）中双酚A（BPA）和邻苯二甲酸盐水平升高，与痴呆病例中2.4–7.5倍更高的微塑料/纳米塑料（MP/NP）负荷相关，并共定位淀粉样蛋白-β（Aβ）和α-突触核蛋白聚集体。与清洁颗粒相比，微塑料（MP）-污染物复合物在临床前模型中引起更多多巴胺能神经元死亡、α-突触核蛋白寡聚化、线粒体功能障碍和NLRP3/NF-κB介导的神经炎症。表面电荷和老化进一步调节浸出。因此，微纳米塑料（MNPs）不仅影响脑组织，还携带各种其他污染物，共同导致神经炎症。
4.1 ROS generation and oxidative stress
微塑料/纳米塑料（MP/NP）处理迅速增加脑细胞中活性氧（ROS），破坏氧化还原平衡。50 nm聚苯乙烯纳米颗粒（PS-NPs）（20 μg/mL，24小时）处理BV-2小胶质细胞后，ROS增加2.8倍（DCFH-DA测定），还原型谷胱甘肽（GSH）耗竭45%，超氧化物歧化酶（SOD）抑制32%。1 μm PS-MPs（10 μg/mL，48小时）处理SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞后，丙二醛（MDA）增加3.1倍，8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）增加2.4倍，表明脂质和DNA氧化。带正电荷的胺修饰纳米塑料（NPs）产生ROS比羧基化对应物高2–5倍。共暴露于吸附的铅（Pb）通过Fenton反应使原代大鼠神经元中羟基自由基增加4.2倍。
4.2 Mitochondrial dysfunction
当纳米塑料（NPs）与线粒体共定位时，干扰ATP产生、膜电位和电子传递。斑马鱼幼虫暴露于60 nm荧光PS-NPs（0.5 mg/L，72小时）后，海马神经元中显示线粒体积累，ΔΨm（JC-1）减少38%，ATP减少51%。透射电子显微镜（TEM）显示，100 nm PEG化纳米颗粒（5 μg/mL）处理的N2a细胞线粒体肿胀并失去嵴。暴露于5 μm PS-MPs（0.1 mg/L，90天）的啮齿动物中，聚合酶γ抑制导致皮层mtDNA拷贝数减少29%。
4.3 Neuroinflammation and microglial activation
通过NLRP3炎症小体和NF-κB通路，微纳米塑料（MNPs）激活星形胶质细胞和小胶质细胞。原代大鼠小胶质细胞暴露于0.5–5 μm PS-MPs（20 μg/mL，24小时）后，NO增加2.9倍，TNF-α增加3.8倍，IL-1β增加4.5倍。母体纳米塑料（NP）暴露（50 nm，0.5 mg/kg/天）后，子代海马中Iba1
+小胶质细胞结节增加42%。人类iPSC衍生星形胶质细胞在ApoE4-NPs作用下，GFAP增加2.1倍，CXCL10增加约3.3倍。脑组织暴露于微纳米塑料（MNPs）后，氧化应激、线粒体衰竭和神经炎症作为相互关联的事件发生。活性氧（ROS）诱导线粒体功能障碍，随后导致慢性炎症。
4.4 Particular microbial taxa in MNP-induced dysbiosis and their connections to neurodegeneration
微纳米塑料（MNP）暴露引起肠道菌群失调，其特征是有益的厚壁菌门（Firmicutes）类群减少和机会性革兰氏阴性菌增加，促进肠道屏障破坏、全身炎症和肠脑轴（GBA）干扰，加速神经炎症和痴呆。重要的缺失类群包括产丁酸盐的粪杆菌属（Faecalibacterium prausnitzii）和罗斯氏菌属（Roseburia spp.）以及黏液降解菌阿克曼氏菌属（Akkermansia muciniphila）。短链脂肪酸（SCFA）合成减少，紧密连接蛋白（ZO-1、occludin）受损，黏液层破坏，允许微纳米塑料（MNP）和脂多糖（LPS）易位。带正电荷的颗粒和小尺寸聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）（≤100 nm）选择性损伤对活性氧（ROS）敏感的厚壁菌门，同时偏好耐受力强的拟杆菌门（Bacteroidetes）。脱硫弧菌属（Desulfovibrio spp.）和变形菌门（Proteobacteria）过度生长时，NF-κB/TLR4介导的炎症和迷走神经信号放大，增加硫化氢和脂多糖（LPS）。这种失调谱增加微纳米塑料（MNP）的细胞旁和内容吸收、体循环和血脑屏障（BBB）穿越，导致小胶质细胞激活、细胞因子（TNF-α、IL-1β）增加、氧化应激和致病蛋白（α-突触核蛋白、Aβ）聚集。这些分类学水平的变化类似于帕金森病（PD）和阿尔茨海默病（AD）模型中的变化，其中脂多糖（LPS）增加和短链脂肪酸（SCFA）信号减少导致神经炎症和神经元死亡。低剂量、环境相关暴露虽较温和但具有累积效应。
5 Preclinical and clinical evidence linking MNPs to neurodegeneration
越来越多的临床前和新兴临床证据将微塑料（MPs）特别是纳米塑料（NPs）与类似阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）、肌萎缩侧索硬化症（ALS）和痴呆的神经毒性结果紧密关联，主要机制包括慢性神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍、蛋白质聚集、突触丢失和肠脑轴（GBA）干扰。
5.1 Rodent models: Parkinson's-like and Alzheimer's-like pathology
长期口服暴露于聚苯乙烯微塑料和纳米塑料的小鼠和大鼠持续出现脑积累和神经退行性标志。长期暴露于1–5 μm微塑料（MPs）或50–100 nm纳米塑料（NPs）（0.01–10 mg/L饮用水，90–180天）导致可识别的颗粒脑易位、α-突触核蛋白寡聚化、黑质多巴胺能神经元显著丢失、纹状体多巴胺水平降低，以及旋转棒和旷场试验中明显的运动缺陷，类似帕金森病（PD）病理。相同暴露范式在Morris水迷宫中引起淀粉样蛋白-β（Aβ
1–42）沉积、AD相关位点（AT8、PHF-1）tau过度磷酸化、海马神经元死亡和显著空间记忆损伤，镜像阿尔茨海默病（AD）特征。长期暴露（6个月）还导致广泛髓鞘破坏、少突胶质细胞死亡和胼胝体白质稀疏，类似多发性硬化症和肌萎缩侧索硬化症（ALS）。
5.2 Mammalian developmental and generational consequences
母体在妊娠和哺乳期暴露于纳米塑料（NPs）时，纳米塑料（NPs）穿过胎盘在胎儿和新生儿脑中积累。口服灌胃50 nm聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）（0.5–5 mg/kg/天，妊娠第1–21天）的母鼠子代显示海马神经发生减少、焦虑样行为、促炎细胞因子升高、小胶质细胞激活（Iba1
+结节增加42%–60%）、持续海马和皮层纳米塑料（NP）负担以及持续至成年的长期认知缺陷。这些结果引起对跨代加速神经退行风险的担忧，并识别出关键易感窗口。
5.3 Zebrafish models: quick translocation and real-time neurotoxicity imaging
斑马鱼幼虫和成虫暴露于荧光25–100 nm聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）（0.1–5 mg/L）时，数小时内快速穿越血脑屏障（BBB），在多巴胺能区域特异性积累，出现运动减退、酪氨酸羟化酶阳性神经元丢失（28%–40%）、α-突触核蛋白聚集、通过Drp1上调的线粒体碎片化，以及淀粉样蛋白-β42和高磷酸化tau表达增加。这些模型在环境相关剂量下提供颗粒易位和早期帕金森病和阿尔茨海默病样分子疾病的直接视觉证据。
5.4 Brain organoids and models produced from human iPSCS
人类诱导多能干细胞（hiPSC）衍生模型提供了评估微纳米塑料（MNPs）神经毒性的关键转化平台。在hiPSC衍生皮层球体中，聚苯乙烯微塑料（PS-MPs，1–10 μm；5–100 μg/mL）具有双相、时间和大小依赖性效应：短期暴露（第4–10天）增加神经祖细胞增殖（Ki67、Nestin、PAX6上调）并伴有氧化应激反应，而长期暴露（长达30天）阻碍神经元分化（TUBB3、TBR1下调），降低细胞活力并改变类器官结构。暴露于聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs，<100 nm；50–200 ng/mL）或聚丙烯纳米塑料（PP-NPs）引起hiPSC衍生脑类器官线粒体功能障碍（结构变化、膜电位和ATP产生下降），增加凋亡，抑制神经元成熟（TUJ1、MAP2、PAX6下调），减小类器官大小并损害神经网络活动。Wnt信号、线粒体稳态和祖细胞维持均受影响。互补的二维人类细胞系模型支持这些发现：PS-NPs在SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中以表面电荷和大小依赖方式引起氧化应激、线粒体损伤、神经突外出减少和淀粉样蛋白-β释放增加。人类神经干细胞（NSCs）有效内吞导致胞质积累和死亡，而人类脑微血管内皮细胞（hCMEC/D3）表现出微纳米塑料（MNP）诱导的屏障破坏和通透性增加。
5.5 New human postmortem and clinical data
近期尸检研究（2024–2025）在100%受检人类大脑（n > 50）中发现微纳米塑料（MNPs），灰质和白质中浓度为0.6–2.4颗粒/克湿重。关键的是，与同龄神经健康对照相比，临床确诊痴呆（阿尔茨海默病、血管性、路易体或混合型）患者微塑料/纳米塑料（MP/NP）负荷高2.4–7.5倍，海马、前额叶皮层和黑质积累最大。颗粒常与α-突触核蛋白聚集体、神经原纤维缠结和淀粉样蛋白-β（Aβ）斑块共定位。小型临床队列显示，阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD）患者脑脊液（CSF）中塑料衍生单体（双酚A BPA、邻苯二甲酸盐）和聚合物碎片水平升高。一项针对480名老年人的初步纵向研究显示，更高的终生微塑料（MP）摄入量与更低的MMSE评分和更高的血浆神经丝轻链（持续神经退行的敏感生物标志物）相关。
5.6 Synthesis and consequences
微塑料（MPs）特别是纳米塑料（NPs）在跨物种、暴露水平和实验系统中一致诱导神经退行性疾病的基本致病级联：氧化应激、线粒体功能障碍、慢性神经炎症、蛋白质错误折叠、突触丢失和神经元死亡。啮齿动物、斑马鱼、人类类器官和现在尸检结果的汇聚表明，慢性低剂量微塑料/纳米塑料（MP/NP）暴露是老龄化人群中加速神经系统疾病的一个独特
