肠-大脑轴参与聚乙烯纳米塑料诱导的神经毒性,通过重新编程与昼夜节律相关的途径
Huiwen Kang1, Wei Zhang1, Jiaru Jing1
1Department of Occupational Health and Environmental Health, School of Public Health, Capital Medical University, Beijing 100069, China.
Journal of hazardous materials
|July 1, 2023
概括
纳米塑料 (NP) 通过破坏肠-大脑轴和昼夜节律,损害大脑功能和记忆. 黑素和益生菌在预防纳米塑料诱导的神经毒性方面表现有前途.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 神经科学是一个神经科学.
- 毒理学 毒理学 毒理学
背景情况:
- 全球塑料生产增加了环境纳米塑料 (NP) 污染.
- 纳米塑料可以穿越血脑屏障,造成神经毒性风险.
- 对NP神经毒性的机制和保护策略需要进一步研究.
研究的目的:
- 在小鼠中研究聚乙烯纳米塑料 (PS-NP) 的神经毒性作用.
- 阐明PS-NP神经毒性的潜在机制,重点关注肠-大脑轴和昼夜节律.
- 评估黑色素和益生菌对PS-NP诱导的神经毒性的保护潜力.
主要方法:
- 在C57BL/6J小鼠中建立一个NP暴露模型,使用PS-NPs的胃内给药.
- 评估神经元损伤,神经可塑性标记物和学习/记忆能力.
- 多omics分析包括海马体转录组,肠道微生物群16SrRNA测序和血代谢学.
主要成果:
- 在海马体中,PS-NP诱导了神经元损伤,并改变了神经可塑性分子 (5-HT,ACHE,GABA,BDNF,CREB).
- 在小鼠中,NP暴露会影响学习和记忆.
- 肠-大脑轴,特别是涉及Camk2g,Adcyap1和Per1的昼夜节律通路,调解了PS-NP神经毒性.
- 黑素和益生菌都减轻了肠道损伤并恢复了基因/分子表达,而黑素显示出更大的疗效.
结论:
- 肠-大脑轴和海马体昼夜节律的破坏是PS-NP神经毒性的关键机制.
- 黑素和益生菌补充剂代表了对纳米塑料神经毒性的潜在预防策略.


