2025年2月10日,海南大学生命健康学院污染物与病原生物互作团队在《Communications Biology》上发表了题为“Activation of gut metabolite ACSL4/LPCAT3 by microplastics in drinking water mediates ferroptosis via gut-kidney axis”的研究论文。
随着塑料制品的广泛使用,塑料垃圾大量产生并降解为微塑料(MPs),微塑料在水、土壤、空气,甚至人体各组织器官中相继被发现,对人类健康造成了潜在不可忽视的威胁;且微塑料还可吸附环境污染物,如多环芳烃(PAHs),并进入生物体,苯并芘(BaP)是最常见且具有明显的“三致”效应,MPs可携带其进入人体,这两种物质均属于新型污染物;另外,消化系统是其重要的靶器官,而肾脏在废物代谢中发挥重要作用。
已有研究发现MPs和BaP会损害肠道和肾脏,但其损伤途径和机制尚不明确。因此,该研究针对这一科学问题,选取典型微塑料-聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)和BaP为研究素材。揭示了饮用水中低浓度微塑料(MPs)和BaP对小鼠肾脏的损伤机制为:MPs和BaP通过口服进入肠道,导致肠道通透性增加从而发生“肠漏”;并诱导肠道微生物菌群的紊乱,导致肠道脂质过氧化,从而扰乱肠稳态;然而,通过肠道代谢产生的有害物质和致病菌群会透过肠屏障释放到血液中,其中,以花生四烯酸为代表的多不饱和脂肪酸可通过血液循环进入肾脏,诱导肾脏发生脂质积累,进而导致脂质代谢紊乱,最终发生铁死亡。该研究发现口服新型污染物会通过肠-肾轴串扰机制对肾脏产生损伤效应。该研究为评估新污染物的健康效应提供基础数据,还可为其风险防控提供科学依据。
图 PS和BaP的肠-肾轴串扰机制
海南大学生命健康学院博士生张宇婷为论文第一作者,周海龙教授为通讯作者,还得到了南海海洋资源利用国家重点实验室刁晓平教授和海口市人民医院张应爱博士的大力支持;该研究得到了海南省重点研发项目(ZDYF2022SHFZ321, ZDYF2020178)和海南省研究生创新研究(Qhyb2022-49)项目的资助。
全文链接:https://www.nature.com/articles/s42003-025-07641-8