《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Early-life exposure to polypropylene microplastics and DEHP induces ASD-relevant neurodevelopmental alterations involving mTOR-regulated autophagy impairment
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聚丙烯塑料作为主要的食品级聚合物，其健康风险常被低估。现有证据表明婴幼儿及幼童每日可能摄入数百万计聚丙烯微塑料颗粒（PP-MPs），并伴随邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）的共暴露。然而此类共暴露的神经毒性效应，尤其是潜在分子机制仍知之甚少。研究人员通
聚丙烯塑料作为主要的食品级聚合物，其健康风险常被低估。现有证据表明婴幼儿及幼童每日可能摄入数百万计聚丙烯微塑料颗粒（PP-MPs），并伴随邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）的共暴露。然而此类共暴露的神经毒性效应，尤其是潜在分子机制仍知之甚少。研究人员通过建立早期暴露模型，对3周龄雄性ICR小鼠连续28天经口给予PP-MPs和/或DEHP。基于神经行为、组织病理学与代表性生物标志物的评估，发现PP-MPs和/或DEHP暴露导致未成熟小鼠出现自闭症谱系障碍（ASD）相关神经发育改变，包括自发探索与社会交往缺陷、焦虑样行为增加、前额叶皮层神经元与突触损伤，以及ASD风险基因Shank3和Nlgn1表达下调。脑蛋白质组学分析将mTOR信号通路鉴定为PP-MPs和/或DEHP暴露所致ASD相关神经发育改变的关键机制。进一步定量显示暴露后mTOR信号通路激活，伴自噬受损及突触可塑性相关基因表达失调。值得注意的是，使用雷帕霉素抑制mTOR信号通路可恢复自噬活性并改善PP-MPs和/或DEHP诱导的ASD相关神经发育改变。综上，mTOR调控的自噬受损可能是早期暴露于PP-MPs与DEHP所致神经发育毒性的基础，为早期生命阶段塑料消费品神经发育危害的风险评估与健康防护策略提供理论依据。
研究背景方面，微塑料（MPs）作为新兴环境污染物广泛存在，临床已在神经系统疾病患者脑脊液检出MPs，且脑内塑料颗粒浓度与痴呆发生率正相关；小鼠实验证实MPs可蓄积于脑内激活小胶质细胞并损伤神经发育。聚丙烯（PP）是婴儿奶瓶等食品级容器最常见聚合物，婴幼儿经奶瓶每日可摄入数百万PP-MPs，远超成人；同时PP制品在高温等条件下可释放增塑剂邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP），二者在膳食与育儿场景中重叠共暴露。流行病学显示儿童尿DEHP代谢物水平与注意力缺陷、社交减少及ASD诊断相关，但PP-MPs与DEHP共暴露的神经毒理机制不明，故研究人员以3周龄（相当于人类幼儿期）雄性ICR小鼠建立28天经口染毒模型开展探究。该研究发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》，结论为早期PP-MPs和/或DEHP暴露通过激活mTOR信号抑制神经元自噬、破坏突触可塑性，诱发ASD相关神经发育改变，雷帕霉素干预可逆转，为塑料消费品早期暴露风险评估提供依据。
主要关键技术方法：取108只3周龄SPF级雄性ICR小鼠（湖北疾控中心提供）随机分9组，经口灌胃PP-MPs（5、20、80 mg/kg/d）±DEHP（250 mg/kg/d）28天，部分组腹腔注射雷帕霉素（2 mg/kg，每两日）干预；通过敞场试验、三箱社交试验、埋珠试验评估行为；取脑行尼氏/HE染色、透射电镜观察超微结构；免疫荧光标Beclin1与PSD95；Western blot检p-mTOR、Beclin1、LC3B-II/I、p62；RT-qPCR测Shank3、Nlgn1、PSD95、Syp等；脑蛋白质组学（LC-MS/MS）结合GSEA与KEGG富集筛选mTOR通路；尿LC-MS/MS定量ΣDEHP代谢物（MEHP、MEHHP、MEOHP、MECPP）确认内暴露。
研究结果各小节结论如下：
3.1 PP-MPs表征：拉曼确认材质，粒径5–20 μm（主峰约10 μm），表面负电荷。
3.2 尿DEHP代谢物：DEHP暴露组尿ΣDEHP代谢物显著升高，PP-MPs单独组极低，印证共暴露内剂量。
3.3 mTOR激活与自噬抑制：蛋白质组PCA分离明显，GSEA与KEGG富集mTOR信号；WB示p-mTOR↑，Beclin1、Ulk1、LC3B-II/I↓，p62↑，雷帕霉素回调，证明暴露经mTOR hyperactivation抑制自噬。
3.4 ASD相关行为改变：敞场中央移动距离↓、直立↓、理毛↑；三箱社交与社会新奇辨别分↓；埋珠数↑；雷帕霉素改善上述自发探索减退、焦虑样、社交缺陷与重复行为。
3.5 前额叶皮层病理：氧化应激（MDA↑、GSH↓、SOD↓）；尼氏染色示神经元皱缩、尼氏体减少；电镜示自噬体样结构减少、突触后密度（PSD）异常增厚；雷帕霉素减轻损伤并恢复自噬体形成。
3.6 突触功能障碍：HPP+DEHP组鉴出189个差异蛋白，GSEA/GO富集突触囊泡运输与PSD；PSD95、Syp mRNA↑，Shank3、Nlgn1 mRNA↓，雷帕霉素部分逆转；免疫荧光示前额叶与海马Beclin1↓/PSD95↑，雷帕霉素升Beclin1降PSD95，证自噬受损致突触支架蛋白清除障碍。
讨论部分总结：研究人员指出早期生命是神经发育敏感窗，PP-MPs与DEHP共暴露行为学类比ASD核心症状（社交沟通障碍、受限重复行为）但非完全等同人类异质性，且需结合PFC病理与分子证据解读；mTOR作为整合自噬/溶酶体/蛋白周转的节点，其亢进亦伴氧化应激加剧，RAm1/Ras/MAPK与溶酶体通路同时富集说明多通路参与；雷帕霉素全身给药虽不能排除外周效应，但p-mTOR变化、自噬标志物、突触分子、行为及超微结构多方呼应，支持mTOR–自噬轴为机制链；作者也承认神经元丢失可能并行凋亡等mTOR非自噬分支，口服PP-MPs跨屏障直接转运未追踪系局限，且仅用雄性限制外推。
结论部分翻译：本研究显示，早期暴露于PP-MPs和/或DEHP引起未成熟小鼠ASD相关神经发育改变，表现为行为异常、前额叶皮层病理改变及生物标志物失调。机制上，mTOR信号通路激活抑制神经元自噬并损害突触可塑性，这可能是未成熟小鼠出现ASD相关神经发育改变的基础。雷帕霉素处理缓解上述异常，凸显靶向mTOR调控自噬的治疗潜力。鉴于幼儿期PP-MPs与DEHP并发暴露概率较高，本发现为降低塑料消费品所致早期生命神经发育危害提供重要证据，未来应开发包括生活方式干预在内的安全有效策略应对MPs与增塑剂健康挑战。
