公共卫生学院黄振烈团队解析生物可降解塑料的健康危害效应

　　

尽管生物可降解塑料被认为是传统塑料的环保替代品，但它们在实际环境中的降解过程可能对人体健康产生未知的风险。我校公共卫生学院的黄振烈教授团队揭示了目前最常见的生物可降解塑料——聚乳酸（PLA）微塑料颗粒在小鼠体内肠道不完全降解后可能产生的神经毒性问题。该研究结果强调了确保PLA微塑料颗粒在体内消化系统中完全降解的重要性，以减少它们对人类健康的潜在影响。

该研究于5月15日发表在国际权威学术期刊《Advanced Science》，题为Gastrointestinal Incomplete Degradation Exacerbates Neurotoxic Effects of PLA Microplastics via Oligomer Nanoplastics Formation，博士后梁博萱、2022级硕士生邓艳红、博士后钟怡洲为本文共同第一作者，黄振烈教授为本文独立通讯作者（图1）。

图1 胃肠道不完全降解通过形成低聚体纳米塑料加剧了聚乳酸微塑料的神经毒性作用

该研究通过28天的重复经口灌胃解析PLA多聚体和PLA低聚体微塑料颗粒在小鼠体内的生物转化、生物分布和毒性。结果显示，PLA多聚体和低聚体微塑料颗粒在小鼠体内肠道的降解过程中，不完全降解的PLA多聚体微塑料颗粒会转化为低聚体纳米塑料颗粒，从而增加了它们的生物可利用度和毒性，加剧了与PLA 微塑料颗粒相关的整体毒性效应。而PLA低聚体微塑料颗粒在肠道中可以完全降解，减少了它们的生物可利用度，从而降低了毒性。此外，研究还发现了PLA多聚体和PLA低聚体微塑料颗粒诱导的神经毒性效应具有共同靶点和毒性机制，主要涉及在中脑区域上调线粒体钙离子摄取家族成员3（MICU3）的表达，导致神经元线粒体钙离子超载（图2）。这些发现不仅为理解生物可降解微塑料对人类健康的影响提供了新的见解，而且为评估其与传统塑料相比的风险和益处提供了关键信息。研究团队建议，在设计用于直接接触人体的生物可降解塑料时，应在确保其功能性的前提下优先使用低分子量材料，以保障人类健康安全。

图2 PLA多聚体和PLA低聚体微塑料颗粒在小鼠体内的生物转化、生物分布和神经毒性作用

另外，黄振烈团队还与深圳市眼科医院张国明教授团队合作，首次在人体眼球玻璃体的封闭内环境中发现了微纳塑料存在的直接证据，并进一步解析了发现的微塑料谱与眼部疾病的关系。文章Revealing new insights: Two-center evidence of microplastics in human vitreous humor and their implications for ocular health于4月15日发表在《Science of The Total Environment》，博士后钟怡洲、深圳市眼科医院杨宇航医生为本文共同第一作者；深圳市眼科医院张国明教授和南方医科大学公共卫生学院黄振烈教授为本文共同通讯作者。

黄振烈团队近5年来聚焦“以微纳塑料为代表的新污染物暴露与健康效应”这一国际前沿研究热点，相继在《Environmental Health Perspectives, 2024》《Advanced Science, 2023a, 2023b, 2024》《Journal of Hazardous Materials, 2022, 2024》《Particle and Fibre Toxicology, 2021, 2023》《Environment International, 2023, 2024》《Science of The Total Environment, 2024a, 2024b》《Environmental Pollution, 2023》等国际权威期刊发表系列研究成果。上述研究得到了国家自然科学基金面上项目、广东省国际科技合作项目、广东省自然科学基金和广东省药品监督管理局科技创新（国家药监局重点实验室项目）的资助。