微塑料暴露致小鼠皮质铁死亡的实验研究

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作   者：

王朝阳;  姚雪;  王丰;  郝瀚;  王伟轩;  张艳淑; 

作者机构：

唐山弘慈医院职业体检科;  华北理工大学公共卫生学院; 

关键词：

神经损伤;  微塑料;  铁死亡; 

期刊名称：

环境与健康杂志

i s s n：

1001-5914

年卷期：

2024 年 005 期

页   码：

377-382,471

摘   要：

目的 通过建立微塑料暴露小鼠模型探讨微塑料暴露致皮质铁死亡的影响，以期为微塑料暴露致神经损伤的防治提供新的线索。方法 SPF级雄性C57小鼠40只按体重随机分为对照组、低微塑料组、中微塑料组、高微塑料组，每组10只。微塑料暴露组小鼠分别以25、50和100 mg/kg纳米聚苯乙烯灌胃，连续染毒8周，对照组每天灌胃相同剂量纯水。染毒结束后，以新物体识别实验检验小鼠的神经行为变化；以HE染色观察小鼠皮质病理变化；以试剂盒检测小鼠皮质组织中二价铁（Fe2+）、丙二醛（MDA）和谷胱甘肽（glutathione,GSH）的含量；以Western blot法检测小鼠皮质组织中二价金属铁离子转运体1（DMT1）、铁转运蛋白（ferroportin,FPN1）、转铁蛋白受体1（transferrin receptor 1,TFR1）、谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4,GPX4）和溶质载体家族7成员11（solute carrier family 7 member 11,SLC7A11）蛋白的表达情况。结果 染毒期间，低微塑料、中微塑料与高微塑料组小鼠体重与对照组相比无显著差异。新物体识别实验结果显示，与对照组相比，中微塑料组和高微塑料组新物体识别指数显著下降（P＜0.05）。HE染色结果显示，与对照组相比，低微塑料组小鼠皮质中出现神经细胞深染，结构模糊，核固缩现象；中微塑料组及高微塑料组小鼠皮质及海马中神经细胞深染，结构模糊，核固缩现象进一步加剧。与对照组相比，各微塑料组小鼠脑皮质中铁含量和MDA含量显著升高（P＜0.05）,GSH含量在中微塑料组和高微塑料组中显著下降（P＜0.05）；同时，TFR1表达水平在各微塑料组小鼠脑皮质中均较对照组显著升高（P＜0.05），中微塑料和高微塑料组小鼠脑皮质中FPN1表达水平显著降低（P＜0.05）,DMT1表达水平显著升高（P＜0.05）；此外，与对照组相比，GPX4与SLC7A11在中微塑料组与高微塑料组小鼠皮质中的表达水平显著降低（P＜0.05）。结论 微塑料暴露可引起小鼠新物体识别能力下降，其中微塑料引起皮质神经细胞铁稳态失调导致铁死亡是诱导神经损伤的机制之一。