引言
神经发育是一个受到严格调控的过程，需要精确协调氧化还原平衡、DNA 完整性、神经营养信号传导和神经递质活性。生命早期这些过程的破坏可能会永久改变神经回路的形成和行为调节 (Bale et al., 2010)。越来越多的证据表明，胚胎发育期间能够诱导氧化应激或基因组不稳定的环境毒物可能会产生持久的神经行为后果 (Divvela et al., 2025, Grandjean and Landrigan, 2014)。识别干扰这些早期神经发育途径的新兴环境暴露仍然是神经毒理学的一项关键优先任务。
在这些新兴污染物中，纳米塑料因其尺寸小、反应活性高以及能够在细胞水平上与生物系统相互作用而备受关注。聚苯乙烯是水生环境中生产最广泛且最常检测到的塑料聚合物之一，这使得聚苯乙烯纳米塑料成为毒理学调查中具有环境相关性的污染物 (Gigault et al., 2018)。实验研究表明，聚苯乙烯纳米塑料可以诱导斑马鱼和其他水生模型中的氧化应激、线粒体功能障碍、炎症信号传导和行为改变 (Cao et al., 2025, Kankaynar et al., 2025, S?kmen et al., 2020, ?enol et al., 2023)。由于氧化失衡是 DNA 损伤和神经元分化受损的公认驱动因素，纳米塑料可能对发育中的神经系统构成特别风险。然而，虽然已经记录了纳米塑料诱导的氧化和行为改变，但诸如轻微热升高这样的细微环境调节因素如何重塑这些神经发育效应，很大程度上仍未被探索。
重要的是，毒物的作用并非孤立发生，而是受到并发环境条件的影响。温度是变温动物代谢率和线粒体活性的基本调节因子，可以调节氧化应激产生和细胞修复机制 (Maffioli et al., 2025)。即使是温度的微小增加也可能增强活性氧的产生并转移氧化还原稳态 (Petrovi? et al., 2023)， potentially amplifying toxicant-induced molecular damage. Despite growing recognition that combined environmental stressors shape biological outcomes, little is known about how modest thermal elevation influences nanoplastic-induced neurotoxicity during early development.
行为终点提供了早期神经回路完整性的功能性见解。在斑马鱼中，趋触性等焦虑相关行为是神经发育破坏和血清素失衡的敏感指标 (Kalueff et al., 2016, Schn?rr et al., 2012)。脑源性神经营养因子 (BDNF) 在突触成熟和可塑性中起中心作用 (Dou et al., 2022)，而血清素能信号传导——包括 5-HT 受体途径——关键地调节焦虑相关行为 (Connors et al., 2014)。神经元型一氧化氮合酶 (nNOS) 有助于突触调节，但在氧化应激条件下可能介导神经毒性 (Angelis et al., 2021)。诸如 γH2A.X 和 8-羟基 -2′-脱鸟苷 (8-OHdG) 等标志物是神经组织内氧化 DNA 损伤的广泛使用指标 (AbuArrah et al., 2021, Albino et al., 2009)。这些分子系统的改变提供了将氧化应激与行为功能障碍联系起来的机制性证据。
最近的实验模型表明，温度升高可以增强成年斑马鱼组织（包括鳃、肝脏和大脑）中聚苯乙烯纳米塑料诱导的 DNA 损伤、组织病理学损伤和代谢破坏 (Sulukan et al., 2022, ?enol et al., 2023)。这些发现表明，变暖情景可能会放大脊椎动物系统中的纳米塑料毒性。然而，这种放大作用是否扩展到早期神经发育过程——其中氧化还原平衡和代谢调节至关重要——仍表征不足。特别是，细微 (0.5 °C) 热增量与纳米级塑料暴露对胚胎神经发育和行为的联合影响尚未得到系统调查。
斑马鱼 (Danio rerio) 提供了强大的脊椎动物模型，用于调查早期神经发育毒性，因为其保守的神经递质系统、快速的大脑成熟和可量化的行为表型 (Kalueff et al., 2014)。许多控制氧化调节、神经营养信号传导和血清素能调节的分子途径在进化上是保守的，支持了源自该模型的机制性发现的转化相关性。
斑马鱼通常在 28.5 °C 下在实验室条件下维护，在持续的气候变化和淡水生态系统热变异性增加的背景下，环境温度的小幅增加被认为具有生态相关性。在本研究中，斑马鱼胚胎在相差 0.5 °C 的四种温度条件下暴露于 20?nm 聚苯乙烯纳米塑料。我们假设细微的热升高将通过氧化应激介导的机制增强纳米塑料诱导的神经发育毒性，导致 DNA 损伤、神经营养和血清素能信号传导的破坏以及可测量的焦虑相关行为改变。通过整合行为、分子和代谢组学分析，这项工作旨在阐明相互作用的环境压力因素如何塑造早期神经发育的脆弱性。
Emriye YILDIZ|Ekrem SULUKAN|Onur ?ENOL|Mehmet ATAKAY|Alper BARAN|Meryem KANKAYNAR|Metin KILI?LIO?LU|Serkan YILDIRIM|Bekir SAL?H|Saltuk Bu?rahan CEYHUN
