中国环科院与北京大学微塑料的最新研究成果被Science Advances接收,并在《自然》头版报道!

文摘   2025-01-23 19:08   浙江  
血液中的微塑料可通过引起细胞阻塞而诱发脑血栓形成,并导致神经行为异常
微塑料是长度小于5毫米的塑料微粒,从深海到南极冰层,随处可见。它们存在于我们呼吸的空气、饮用的水和食用的食物中。它们甚至可以通过塑料医疗设备直接进入我们的血液系统。
研究表明,微塑料以及更微小的纳米塑料已经进入人类的大脑、肝脏和肾脏,但研究人员才刚刚开始了解这些塑料侵入物在人体内的情况以及它们对人类健康的影响。例如,去年的一项研究发现,在主动脉脂肪沉积物中有微塑料和纳米塑料的人,更有可能发生心脏病发作、中风或死亡
今天发表于《科学进展》杂志的最新研究中,北京大学生物医学黄海鹏 博士后及其同事,希望更好地了解微塑料对大脑的影响。他们使用一种名为微型双光子显微镜的荧光成像技术,通过外科手术植入小鼠头骨的透明窗口,观察小鼠大脑内发生的情况。相关研究成果被Science Advances期刊接收,且《自然》网站头版上报道相关研究结果。
         
   
实时成像展示了充满塑料的细胞如何形成团块并影响小鼠行动。研究发现,微小的塑料碎片滞留在小鼠大脑的血管中。图片来源:辛克莱·斯坦默斯/科学图片库
科学家首次实时追踪了微塑料在小鼠体内的移动过程这些微小的塑料颗粒被免疫细胞吞噬,随血流运行,最终滞留在大脑血管中。研究人员表示,目前尚不清楚人类体内是否会发生此类堵塞情况,但这似乎确实影响了小鼠的行动。
         

 

   
图 1.通过在活体小鼠中使用双光子显微镜,血管在大脑皮层成像中表现出强对比度和弱荧光信号。
位于阿尔伯克基的新墨西哥大学环境卫生研究人员埃莉安·艾尔·哈耶克表示,这种成像技术可以追踪微塑料在血流中的移动。“这非常有趣,也很有帮助。”
研究人员给小鼠饮用掺有荧光聚苯乙烯小球的水,聚苯乙烯是一种常用于制造电器、包装甚至玩具的材料。大约三小时后,出现了发荧光的细胞。进一步研究表明,名为嗜中性粒细胞和吞噬细胞的免疫细胞吞噬了这些明亮的塑料微粒。其中一些细胞可能被困在大脑中称为皮质区域的微小血管的狭窄弯曲处黄海鹏说,有时会有更多充满塑料的细胞堆积在一起,“就像血管里发生了交通堵塞”。一些堵塞最终得以清除,但在为期四周的观察期内,仍有一些堵塞持续存在。    
当研究人员通过静脉将塑料小球注入小鼠体内时,他们在几分钟内就观察到了发光的细胞。颗粒越小,造成的堵塞越少。
风化碎片
研究人员表示,这些堵塞的表现似乎与血栓类似。他们发现,摄入微塑料的小鼠大脑血流量减少,行动能力也有所下降。这些影响持续了几天。
图 2.在体内脑血管成像中检测到 MP。    
图 5.受阻的 MPL 细胞诱导脑血管长期阻塞。
图 7.MPL 细胞阻塞作为血栓形成抑制脑血管内血液灌注。
黄海鹏说,他和同事在小鼠心脏和肝脏中也观察到了类似的堵塞形成,但这些研究结果尚未发表。
部分研究结果与其他研究相符。去年,哈耶克及其同事在预印本平台“研究广场”上发布的一篇论文 中报告称,在捐赠遗体用于研究的死者大脑组织中,特别是在血管壁和免疫细胞中,发现了高浓度的微小风化塑料碎片
哈耶克的研究发现,聚乙烯——另一种常用于包装的常见微塑料,是这些组织中含量最为丰富的塑料。她说,希望这种成像技术能够用于研究这些塑料在体内的行为。
该论文使用荧光微塑料(MP) 和体内成像来检测生物体循环系统中的 MP。MP-Flash 被完整地捕获在清晰的轨迹中。该成像系统的建立能够在生物体内水平上可视化 MP,同时为研究人员提供研究 MP 在生物体中的作用的强大工具。 血液中的免疫细胞吞噬MP后,会造成血管系统的堵塞,迅速降低了大脑中的血液灌注水平,这种阻塞可能会对心血管健康产生有害后果,并可能导致脑血栓等更严重的不良反应,尤其是对于患有类似于心肌梗死的潜在疾病的患者。
Microplastics in the bloodstream can induce cerebral thrombosis by causing cell obstruction and lead to neurobehavioral abnormalities这篇文章由中国环境科学研究院环境标准与风险评估国家重点实验室、北京大学未来技术学院分子医学研究所、北京大学-南京转化医学研究院、美国杜克大学药理学与癌症生物学系、新加坡国立大学等单位的研究人员共同完成。    
https://doi.org/10.1126/sciadv.adr8243

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