综述：人类胎盘中的微塑料和纳米塑料的细胞内命运：细胞器特异性毒性及机制一致性

《Environmental Toxicology and Pharmacology》：Intracellular Fate of Micro- and Nanoplastics in Human Placenta: Organelle-Specific Toxicity and Mechanistic Convergence

　　

摘要

在人类胎盘组织、胎儿脐带血及新生儿胎便中检测到微塑料和纳米塑料，这一发现为孕期暴露研究带来了范式转变。然而目前该领域还缺乏能够整合微塑料在亚细胞层面引发的细胞应激反应的机制框架。本综述提出了一种基于细胞器的微塑料诱导细胞毒性模型：内化的微塑料会通过内体-溶酶体系统流动，进而导致溶酶体负荷过重、自噬过程受阻、线粒体结构紊乱与膜电位下降，以及内质网囊泡扩张并触发促凋亡的应激反应。这些现象共同构成一个统一的框架——慢性“胎盘”细胞危险反应，即微塑料的持续存在会引发一种持续被触发且无法完全消除的危险状态。研究认为Pi–GAC–谷氨酰胺分解途径可能是膜电位下降后的次要代谢反应。在发育起源疾病框架下，胎儿胎盘单元可被视为重要的跨代微塑料生物传感器。未来的研究方向包括利用单细胞RNA测序验证慢性“胎盘”细胞危险反应、建立滋养层类器官模型以及开展前瞻性胎盘生物样本库建设。

章节节选

“塑料”威胁——引言

塑料的广泛使用带来了一类持久存在的环境污染物，它们能够突破原本被认为不可渗透的生物屏障。根据目前的消费量和后续处理趋势预测，到2050年，将有高达120亿吨的塑料废物被丢弃到环境中（Geyer等人，2017年）。虽然塑料难以生物降解，但它们会逐渐分解为微塑料（颗粒大小：1微米至5毫米）。

生物屏障的突破

在探讨细胞内不同亚细胞结构如何吸收微塑料之前，我们首先需要了解微塑料是如何突破那些重要的生物屏障的。

微塑料的细胞内命运

微塑料的细胞内命运是其产生生物学效应的关键因素，因为它决定了细胞间相互作用发生的空间环境（Behzadi等人，2017年）。微塑料进入细胞的过程受其颗粒大小、表面化学性质以及是否形成蛋白质冠层的影响，这些因素共同决定了它们与细胞质膜的相互作用方式（Monopoli等人，2012年；Salvati等人，2013年）。纳米塑料通常通过内吞途径进入细胞，包括网格蛋白介导的内吞等途径。

特定细胞器的病理变化

关于人类胎盘组织中微塑料定位的超微结构特征，主要由Ragusa及其团队在三篇连续发表的论文中进行了研究（Ragusa等人，2025年、2022年、2021年），这些研究提供了目前关于微塑料暴露后胎盘细胞最详细的形态学数据。尽管这些研究结果在内在上具有一致性且方法严谨，但它们都来自同一个研究小组，尚未有其他研究进行验证。

机制整合：细胞危险反应作为统一框架

在微塑料暴露的情况下，胎盘及其他细胞中出现的特定细胞器异常现象，为整合各种细胞内作用路径并解释潜在的细胞危险反应提供了理论基础。

发育起源疾病框架与微塑料暴露的胎儿

发育起源疾病框架指出，子宫内的微环境不仅会影响胎儿的生长，还会通过表观遗传修饰决定其一生的生物学发展轨迹，在某些情况下甚至会通过种系表观遗传传递给后代（Lacagnina，2019年）。在胎儿脐带血和新生儿胎便中发现微塑料，说明塑料暴露并非仅仅是母体或孕期的问题，它实际上发生在更早的阶段。

未来展望：研究方向

微塑料从单纯的环境污染物，演变为能够突破如胎盘这类原本不可渗透的生物屏障，并有可能传递给下一代的物质，这一事实使其成为亟需通过深入研究加以解决的重大问题。

结论

缩写列表

4-HNE：4-羟基壬烯醛；4-PBA：4-苯基丁酸；α-KG：α-酮戊二酸；ATF4：激活转录因子4；ATF6：激活转录因子6；ATF6f：激活转录因子6的活化形式；ATP：三磷酸腺苷；Bcl-2：B细胞淋巴瘤2蛋白；BiP/GRP78：结合免疫球蛋白蛋白/葡萄糖调节蛋白78；BMI：身体质量指数；BPA：双酚A；BPTES：双-2-(5-苯基乙酰氨基-1,3,4-噻二唑-2-基)乙基硫醚；CDR：细胞危险反应；CERS2：

CRediT作者贡献说明

Gunjan Guha：写作——审稿与编辑、可视化、验证、监督、项目管理、方法学、研究实施、正式分析、数据整理。Dipita Bhakta-Guha：写作——审稿与编辑、写作——初稿撰写、可视化、验证、监督、项目管理、方法学、研究实施、正式分析、数据整理、概念构建。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。

Dipita Bhakta-Guha|Gunjan Guha