日前，Nature 頭條報道了一項來自中國學(xué)者的新研究，該研究首次實時追蹤了微塑料在體內(nèi)的移動——微塑料顆粒被免疫細胞吞噬，通過血液流動，最終停留在大腦的血管中，從而造成細胞阻塞、誘導(dǎo)腦血栓，并導(dǎo)致神經(jīng)行為異常。
該研究以：Microplastics in the bloodstream can induce cerebral thrombosis by causing cell obstruction and lead to neurobehavioral abnormalities 為題，于 2025 年 1 月 22 日在線發(fā)表于 Science 子刊 Science Advances 上，中國環(huán)境科學(xué)研究院席北斗、侯佳奇 為論文共同通訊作者，北京大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院博士后黃海鵬為論文第一作者。
該研究追蹤了微塑料顆粒在血管中的高速運動，揭示了微塑料誘導(dǎo)大腦功能障礙和神經(jīng)損傷的機制。
由于塑料在全球的廣泛使用和緩慢降解，微塑料（Microplastic，MP）在各種環(huán)境介質(zhì)中變得無處不在，甚至南極、珠峰、深海中都發(fā)現(xiàn)了微塑料的存在。此外，汽車輪胎磨損和塑料垃圾的降解，會產(chǎn)生的微塑料并釋放到空氣中，導(dǎo)致微塑料通過呼吸系統(tǒng)進入人體。而瓶裝水、外賣盒等塑料產(chǎn)品的廣泛使用，導(dǎo)致微塑料通過消化系統(tǒng)進入人體。微塑料具有粒徑小、吸附力強的特點，吸入或攝入微塑料可能對機體多種器官和系統(tǒng)造成危害。
此前已有一系列研究顯示，微塑料以及尺寸更小的納米塑料已經(jīng)入侵了人類的大腦、肝臟、腎臟以及生殖系統(tǒng)，但這些微塑料入侵人體后會發(fā)生什么，它們對人類健康會有什么影響？這些研究才剛剛開始。
在這項最新研究中，研究團隊希望更深入地了解微塑料是如何影響大腦，他們使用了一種名為微型雙光子顯微鏡（mTPM）的熒光成像技術(shù)，通過植入到小鼠顱骨中的透明窗口，在小鼠清醒的情況下觀察其大腦內(nèi)的活動情況，這種成像技術(shù)可以追蹤微塑料在血液中的移動。
在小鼠大腦的血管中發(fā)現(xiàn)的微塑料碎片，圖片來源：Sinclair Stammers/Science Photo Library
研究團隊給小鼠喂食了摻有聚苯乙烯熒光微球的水，聚苯乙烯是一種常用于制造電器、包裝甚至玩具的塑料材料。大約三個小時后，開始有熒光細胞出現(xiàn)。此外，當研究人員將聚苯乙烯熒光微球直接靜脈注射到小鼠體內(nèi)時，幾分鐘內(nèi)就能觀察到熒光細胞的出現(xiàn)。
進一步的研究顯示，被稱為中性粒細胞和吞噬細胞的免疫細胞吞噬了這些微塑料顆粒。其中一些細胞可能被困在大腦皮層區(qū)域毛細血管的彎曲處，這些吞噬了微塑料的細胞有時會在大腦血管中堆積起來，就像血管中因為車禍而發(fā)生擁堵一樣，其中一些阻塞最終會消散，但有些在為期 4 周的觀察其內(nèi)一直存在。
血管栓塞導(dǎo)致腦組織供血不足，從而導(dǎo)致小鼠神經(jīng)活動紊亂和認知障礙。接下來，研究團隊進一步探索了吞噬了微塑料的細胞在大腦血管中引起的阻塞是否會引起小鼠的行為改變。
結(jié)果顯示，微塑料處理（靜脈注射微塑料）的小鼠的總運動距離和運動速度均明顯低于對照組。在用于評估工作記憶的 Y 型迷宮測試中，微塑料處理的小鼠所行進的總距離仍低于對照組，其空間記憶顯著下降。這些結(jié)果表明，微塑料可能抑制小鼠的運動能力。進一步實驗顯示，微塑料處理的小鼠的運動協(xié)調(diào)能力以及耐力下降。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)，微塑料可誘導(dǎo)小鼠體重減輕，這可能是由于運動能力改變導(dǎo)致的攝食行為改變。在微塑料處理 28 天后，微塑料導(dǎo)致的大腦血管中的阻塞得到了顯著恢復(fù)，這與 28天 后的小鼠的行為學(xué)實驗結(jié)果相一致。
總的來說，該研究表明，循環(huán)系統(tǒng)中的微塑料會被免疫細胞吞噬，導(dǎo)致這些細胞在大腦皮層的毛細血管中發(fā)生阻塞，這些血栓形成造成的阻塞會導(dǎo)致小鼠的血流減少和神經(jīng)功能異常。該研究揭示了一種新機制——微塑料通過調(diào)節(jié)細胞阻塞以及干擾局部血液循環(huán)間接破壞組織功能，而非直接穿透組織。這一發(fā)現(xiàn)為理解微塑料侵入血液所帶來的毒理學(xué)影響提供了一個新視角。
參考鏈接：
https://www.nature.com/articles/d41586-025-00178-0
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr8243
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