聚丙烯微塑料和DEHP联合暴露诱发幼鼠出现神经退行性疾病早期症状及分子机制

目的尺寸在1μm至5mm之间的塑料颗粒被称为微塑料,是引起强烈关注的一类新兴污染物。然而,目前对婴幼儿最常接触到的聚丙烯微塑料(polypropylene microplastics,PP-MPs)的健康影响的评估还远远不够。另一方面,作为塑料加工中使用的典型增塑剂,邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在环境中极易与微塑料共存,造成联合暴露。现有研究表明,单独暴露于微塑料或DEHP可能会诱发动物的神经毒性,Medically Underserved Area但二者的联合效应和分子机制仍未探明。因此,本研究旨在探索PP-MPs和/或DEHP暴露对幼鼠神经系统的毒性效应及潜在的分子机制,希望可以为婴幼儿因暴露于PP-GSK J4体外MPs和DEHP而引发神经系统疾病防控提供理论参考。材料和方法研究对象分为8组幼年小鼠,分别为对照组、低/中/高PP-MPs组(5/20/80 mg·kg~(-1)·d~(-1)PP-MPs),低/中/高PP-MPs+DEHP组(5/20/80 mg·kg~(-1)·d~(-1)PP-MPs+250 mg·kg~(-1)·d~(-1)DEHP)。通过行为学实验分析(水迷宫)、乙酰胆碱酯酶(AChE)和氧化应激指标(ROS,MDA,GSH)含量检测、大脑组织病理观察(H&E染色,Nissl染色,透射电镜)来评估神经毒性效应。随后通过对照组、高PPMPs组、高PP-MPs+DEHP组幼鼠大脑组织转录组测序筛选PP-MPs和/或DEHP暴露致幼鼠神经毒性的潜在机制。最后通过qRT-PCR、Western blot和免疫荧光进行定量及表达模式分析以验证。结果 PPMPs和/或DEHP暴露可诱导幼鼠神经毒性效应,表现为:认知记忆功能障碍的发生,大脑中AChE含量的下调,氧化应激水平的上调,以及海马体CA3区域的病理损伤。神经毒性效应不仅随PP-MPs浓度增加而逐渐加重,而且可在联合暴露于PP-MPs和DEHP时表现出加性或协同效应。转录组学分析显示PP-MPs和/或DEHP暴露可显著改变幼鼠大脑中参与应激反应、内质网蛋白质加工、神经炎症相关通路的基因表达谱。进一步开展定量分析揭示,PP-MPs和/或DEHP暴露可抑制幼鼠大脑中热休克转录因子(HSF1)介导的热休克反应活性(HSPA5,Gefitinib临床试验HSP70等),同时可增强未折叠蛋白反应标志蛋白活性(CHOP,XBP1S),进而上调幼鼠大脑中的凋亡水平和神经炎症。结论暴露于PP-MPs和/或DEHP可通过抑制幼鼠大脑由HSF1介导的热休克反应活性,从而降低细胞的应激耐受性和加重内质网中蛋白折叠负担来促进神经元凋亡和神经炎症,导致幼鼠大脑组织的病理损伤,最终诱导其神经认知功能障碍的发生。