《Marine Pollution Bulletin》：Transcriptional biomarkers of microplastic exposure in fish: a tissue-resolved scoping review
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在屏障组织中，微塑料（MPs）诱导趋同的通路水平转录特征。转录对微塑料的响应随尺寸、聚合物化学和混合物而变化。单基因读数对微塑料缺乏特异性；网络多基因签名可改善。用于微塑料的RNA测序（RNA-seq）支持模块/枢纽选择和监督式暴露分类器。非致死性微塑料生物监
在屏障组织中，微塑料（MPs）诱导趋同的通路水平转录特征。转录对微塑料的响应随尺寸、聚合物化学和混合物而变化。单基因读数对微塑料缺乏特异性；网络多基因签名可改善。用于微塑料的RNA测序（RNA-seq）支持模块/枢纽选择和监督式暴露分类器。非致死性微塑料生物监测可利用黏液转录本和水生鱼类环境RNA（eRNA）。
**1. 引言（Introduction）**
塑料碎片经过破碎和风化形成微塑料（MPs），通常定义为小于5毫米的颗粒，进一步分解可产生纳米级碎屑。微塑料在海洋表面漂浮物中占绝大多数，其来源包括大型塑料碎片的破碎（次生微塑料）和直接排放的原生颗粒。由于尺寸与浮游生物和猎物重叠，这些颗粒容易被鱼类摄入，并已在浮游和底栖食物网中显示出营养级转移证据。聚合物化学、粒径、形状以及添加剂或吸附化学物可调节生物相互作用和毒性特征，使微塑料不仅作为惰性垃圾，还作为化学添加物和污染物的载体。鱼类作为生态哨兵和食品相关指示物，其胃肠道（GI）和鳃是主要暴露器官，反映了摄食和呼吸通气的主要暴露途径。保留和清除可能强烈依赖于粒径，因此组织负担需结合暴露途径和清除动力学共同解释。水动力学条件（如流速）可改变颗粒递送和滞留，并独立影响生理背景。转录组学方法被越来越多地用于捕捉机制性通路紊乱，但单基因的解读常因氧化应激、炎症、屏障破坏和异生素代谢程序为多种应激源共有而受限。目前证据更支持普遍性响应模式，而非聚合物特异或添加剂特异稳定签名。非致死性采样和环境RNA（eRNA）为野外应用提供了前景。
**2. 范围、研究识别和组织优先级框架（Scope, study identification, and tissue prioritization framework）**
本文采用范围综述设计，因为证据基础在鱼类分类群、生命阶段、聚合物化学、颗粒形态、暴露途径和转录平台方面高度多样化，难以进行定量荟萃分析。证据识别遵循PRISMA-ScR扩展，通过PubMed检索结合微塑料、鱼类和转录结果的概念块，并辅以后向引用筛查和前向引文追踪。合格研究需满足：鱼类暴露于明确微塑料组分（包括单一应激物或混合物中的明确处理臂），并报告转录终点（靶向mRNA、微阵列或RNA-seq）。仅纳米塑料暴露或缺乏明确暴露对照的现场调查被排除。提取变量包括物种、生命阶段、性别、暴露途径和持续时间、聚合物、粒径分布、形态、密度、老化状态以及添加剂/共污染物信息。剂量单位按作者报告保留，未进行不基于可比条件的标准化。组织分组依据环境暴露程度分为三类：良好暴露界面（鳃、胃肠道、皮肤和表面黏液）、部分暴露界面（泌尿生殖区及相关上皮、尿路组织、生殖道或配子相关基质）和内部组织（肝脏、肾实质和头肾、脾、脑和性腺实质）。这一框架强调暴露邻近性，而非固定的累积等级。现场研究显示胃肠道和鳃检出频率高，而内部组织检出频率较低且变异大。
**3. 良好暴露组织界面中的转录响应（Transcriptional responses in well exposed tissue interfaces）**
在鳃和胃肠道中，微塑料暴露引起免疫信号、上皮屏障功能、氧化还原调节和异生素代谢的协调转录变化。响应方向和幅度随聚合物类型、粒径、形状、暴露途径和持续时间而变化。潜在的机制序列包括颗粒接触扰动表面黏液和上皮膜，微生物群失调激活模式识别受体和下游细胞因子转录，以及颗粒诱导的线粒体应激和吸附化学物的生物转化导致活性氧产生，进而激活抗氧化和p53相关凋亡通路。在鳃中，转录变化集中于三个功能域：免疫信号（如IFN-γ在虹鳟和斑马鱼中上调，其他免疫基因呈大小依赖性调节）、解毒（如PVC暴露诱导金鱼鳃CYP1A表达）以及应激/细胞命运通路（如FoxO和p53信号）。动态分析显示鳃转录响应随时间变化，免疫和脂质代谢通路在鳃中富集。单细胞RNA测序已揭示细胞类型特异性敏感性。在胃肠道，斑马鱼暴露于聚苯乙烯微塑料后，黏液体积增加，IL1α、IL1β和IFN等炎性介质mRNA升高，伴随微生物群失调。幼鱼显示糖酵解和脂代谢相关基因改变。全转录组研究显示早期广泛转录响应可在14天后减弱，尽管颗粒持续在胃肠积累。颗粒形状影响肠道损伤，纤维比碎片或微珠更严重。单细胞研究显示肠道免疫和分泌细胞群的大小依赖性响应，最小的颗粒影响活性氧基因和黏液分泌。海水鱼研究显示，前肠和后肠对微塑料响应不同，黏蛋白和免疫基因（如il-6、il-1β、tnf、nf-κb）被诱导。共污染物（如疏水性有机化学物）可改变肠道生物标志物mRNA（CYP1a、ERα、VTG、AChE）。皮肤和黏液转录证据有限，但非致死组学证明其可行性。
**4. 部分暴露组织界面中的转录响应（Transcriptional responses in partially exposed tissue interfaces）**
泌尿生殖开口是解剖学上的外部环境连接，但针对该区域的直接转录数据稀少。目前证据主要通过下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴靶标和性腺反映生殖脆弱性。海洋青鳉慢性暴露于10微米聚苯乙烯微塑料后，雌鱼HPG轴基因和类固醇生成相关基因下调，伴随血浆雌二醇和睾酮降低、性腺成熟延迟和繁殖力下降。斑马鱼研究显示，>100 μg/L的1微米PS暴露改变性腺类固醇生成mRNA，但子代生殖输出稳定。较高浓度下，睾丸中p53介导凋亡通路基因表达增加，
