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聚乙烯微塑料或成脂肪肝新诱因:空间转录组学揭示肝脏损伤机制

微塑料已遍布全球环境,从海洋、饮用水到人体内部均被检出。然而,长期暴露对健康的影响仍是科学界亟待解答的问题。近日,德克萨斯A&M大学兽医学院与生物医学科学学院(VMBS)的研究人员发现,全球产量最大的塑料——聚乙烯,可能促进脂肪肝疾病的发生,尤其当暴露与不健康饮食并存时,危害更为显著。这项发表于《Science Advances》的研究,首次系统揭示了聚乙烯微塑料对肝脏的潜在毒性及其分子机制。

聚乙烯:被忽视的肝脏健康威胁

聚乙烯约占全球塑料产量的三分之一,广泛用于食品包装、储存容器、饮料杯内衬等日常用品。然而,相较于其他微塑料,科学家对其肝脏影响的关注却少得多。VMBS兽医生理学与药理学系副教授Adi Joshi博士指出:“此前没有任何研究真正探讨过聚乙烯对肝脏健康的影响,而它恰恰是产量最大的塑料。我们现在知道,这些微塑料,尤其是聚乙烯,会影响肝脏的天然防御和修复机制。”

脂肪肝疾病源于肝细胞内脂肪过度积累,据美国肝脏基金会统计,全球约25%的人口受其影响,已成为重大公共卫生问题。研究人员通过动物实验发现,即使没有不健康饮食的加持,聚乙烯暴露也会增加脂肪肝的指标;而当塑料与富含脂肪、果糖和胆固醇的饮食结合时,肝病迹象更为严重。这表明环境污染物与不良饮食习惯可能相互强化彼此的危害,加剧肝损伤。Joshi博士警告:“那些采用西式饮食(如汉堡和汽水)的人群,如果同时暴露于聚乙烯,进展为脂肪肝的风险更高。”

这一结果尤其令人意外,因为聚乙烯传统上被视为相对生物惰性材料,即科学家普遍认为它比其他反应性物质更不易与生物系统相互作用。然而,新发现表明聚乙烯可能以先前被忽视的方式影响肝功能,其效应既可独立出现,也可与饮食风险因素协同作用,引发了对这种常见塑料如何干扰人体代谢和保护机制的重要疑问。

空间转录组学精准定位肝脏损伤

为了深入探究聚乙烯引发生物学变化的具体位置和方式,德州A&M团队与俄克拉荷马大学的科学家合作,应用了强大的空间转录组学技术。该技术能够在保留组织内单个细胞位置信息的同时,研究基因活性。研究人员不仅能测量哪些基因活跃,还能精确识别生物学变化发生的具体位置。

通过这种方法,团队绘制了与聚乙烯暴露相关的肝脏损伤区域图谱,并识别出可能解释这些效应的分子通路。其中一个重要发现涉及PPAR-alpha,这是一种调节肝脏脂肪代谢的蛋白质。研究发现聚乙烯激活了该蛋白,表明它在肝脏对微塑料的响应中扮演重要角色。此外,他们还发现了与组织修复相关的基因ANXA2,可能是疾病过程的另一贡献者。这些发现共同提供了聚乙烯如何干扰肝脏正常功能(包括保护和修复受损组织的机制)的更详细图景。Joshi博士认为,理解这些生物学通路最终可能帮助研究人员识别潜在治疗方法,以减轻微塑料暴露的有害影响。

未解之谜与未来方向

尽管这些发现揭示了聚乙烯与脂肪肝之间此前未被充分探索的联系,但仍有若干重要问题悬而未决。研究人员计划探究聚乙烯暴露是否会导致更晚期的肝病,包括肝纤维化。肝纤维化是反复或持续肝损伤导致瘢痕组织积累,进而干扰器官正常功能。团队还打算研究肝脏对聚乙烯响应的其他分子过程,特别关注靶向PPAR-alpha通路是否有助于保护肝脏免受微塑料相关损伤。

Joshi博士强调:“这是开创性研究,表明聚乙烯可导致脂肪肝,而空间转录组学的应用精确确定了肝脏内损伤发生的位置。其他微塑料也可能对肝脏有害,我们绝对需要研究其他类别的微塑料。”这些发现加剧了人们对微塑料潜在健康后果的担忧,尽管仍需进一步研究来确定这些实验观察如何转化为日常人类暴露。对Joshi而言,这一发现凸显了科学家在调查慢性疾病时,需要超越饮食等常见风险因素。随着研究继续,理解常见环境污染物如何与人体相互作用,可能揭示长期健康问题中此前未被认识的贡献因素。


Journal Reference:

Woncheol Jung, Hassan Abushukair, Nikhil Y. Patil, Felix Ampadu, Maryam Firouzi, Iulia Rus, Jinhyuk Choi, Sree Deepthi Muthukrishnan, Surendra Shukla, Stefano Tarantini, Anna Csiszar, Kamiya Mehla, Dongin Kim, Je-Hyun Yoon, Dowoon Kim, Juyang Kim, Jaehak Jung, Oxana Klementieva, Yatrik M. Shah, Eiji Yoshihara, Pankaj K. Singh, Aditya D. Joshi, Tae Gyu Oh. Spatial transcriptome mapping identifies Ppara-Anxa2 cross-talk in microplastic-induced hepatotoxicity. Science Advances, 2026; 12 (25) DOI: 10.1126/sciadv.aec8681

(责任编辑:泉水)