研究表明，PVC纳米塑料可诱导细胞衰老，抑制食管上皮细胞的生长和增殖。机制探索发现，PVC能提升细胞内的氧化应激水平，特别是升高单线态氧(¹O₂)，诱发细胞衰老，该效应亦被抗氧化剂的挽救实验所验证。该研究的一个重要发现是单线态氧（¹O₂）是 PVC 纳米塑料促进食管上皮细胞中产生的主要活性氧。单线态氧是一种高能量的三重氧的电子激发态，与大多数活性氧相比，其反应活性较强且在水溶液中具有相对较长的寿命，因此可以作为强有力的信号分子，参与调控多个生理过程。单线态氧可通过过氧化物酶（如髓过氧化物酶、乳过氧化物酶）相关的各种酶促反应，以及内源性敏化剂吸收的 UVA 照射等环境因素在细胞中生成。
近期已有研究表明DNA本身在UVA光下可作为发色团，产生单线态氧，并通过局部活性氧（ROS）的产生导致氧化损伤。这一现象已被证明有助于 DNA 损伤的形成，而该研究观察到的DNA损伤正是PVC纳米塑料诱导的氧化应激反应的一部分。这为食管细胞在PVC纳米塑料暴露下观察到的氧化损伤增加了一个重要维度，即核 DNA 的发色特性以及 PVC 纳米塑料产生的氧化应激可能会加剧局部氧化应激和DNA损伤。PVC纳米塑料暴露产生的单线态氧导致DNA修复过程受损，尤其是抑制了同源重组修复（HDR）。涉及HDR修复的关键基因（如GRB2和BRCA2）表达水平显著下降，进一步证明了PVC纳米塑料对该修复途径的抑制作用。与超氧阴离子(O2•−)或过氧化氢（H2O2）不同，单线态氧在水溶液中具有独特的反应活性和相对较长的存活时间，这使其成为氧化病变和细胞衰老的有效诱导剂。
综上，该研究结果突显了单线态氧在介导PVC纳米塑料诱导的毒性中的作用，并表明针对氧化应激途径的干预可能成为一种潜在的治疗策略，有助于减轻PVC诱导的食管损伤。
图1：PVC纳米塑料诱发食管上皮细胞衰老示意图（摘自Free Radical Biology and Medicine ）
浙江省肿瘤医院的程向东教授，叶足研究员和杭州市第一人民医院滕尧树主任为文章的通讯作者。浙江大学医学院的硕士研究生黄懿行为该文章的第一作者。课题组成员郦骁、祖丹、刘海东、何晗昳、鲍奇美、何燕华、梁宸也参与了研究，为本研究做出了重要贡献。此外，美国贝勒医学院人类基因组测序中心徐胜凤教授以及浙江大学医学院诗音副教授为该研究提供了技术指导和帮助。
参考消息：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0891584924010414
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