近年来,微/纳塑料的健康风险越来越受到人们的关注,先前的一些研究发现它们对人体肠道可能有潜在的健康风险。肠道对人体健康发挥着非常重要的保护作用,肠道上皮细胞和肠道上皮表面的包括巨噬细胞在内的多种免疫细胞分别构成了肠道的物理屏障和免疫屏障。微/纳塑料对肠道产生毒性效应的途径及其作用机理对于明确微/纳塑料的肠道健康风险至关重要。目前,大多数的研究集中于采用动物实验考察微/纳塑料对肠道的毒性效应,对于产生毒性效应的途径及其毒理学机制的研究还不够全面和系统。基于此,本研究在微/纳塑料是否通过破坏肠道物理屏障和/或免疫屏障从而对肠道健康构成威胁两方面开展了研究。本研究采用体内动物模型和体外细胞模型相结合的方法,系统研究了微/纳塑料对肠道的毒性效应及机理。主要包括以下四个方面:(1)明确了微/纳塑料对小鼠各个器官组织的损伤情况。采用粒径为3μm和80nm的聚苯乙烯(PS)微球分别作为微塑料和纳塑料的模型。结果表明摄入微塑料和纳塑料对小鼠结肠组织的损伤非常明显,且与微塑料相比,纳塑料对小鼠肠道组织的损伤作用更明显。微塑料和纳塑料对小鼠的肾脏、肝脏、脾脏Mass media campaigns、肺部以及心脏等器官均没有观察到明显的组织学损伤。(2)揭示了微/纳塑料对小鼠肠道物理屏障的毒性效应及可能的毒理学机制。采用小鼠结肠癌细胞CT26.WT作为肠上皮细胞的模型,粒径为3μm和0.3μm的PS微球作为微塑料的模型,粒径为80 nm和20 nm的PS微球作为纳塑料的模型。研究结果发现,微塑料和纳塑料对CT26.WT细胞的毒性效应具有尺寸依赖性(3μm<0.3μm<80 nBMS-907351体内m<20 nm)。凋亡是微塑料和纳塑料诱导CT26.WT细胞死亡的主要方式。本研究采用抗氧化N-乙酰-l-半胱氨酸证明了氧化应激是微/纳塑料诱导肠道上皮细胞毒性效应的可能机理。基于已报道的人体通过塑料茶包冲泡的茶水中包含的微/纳塑料的水平计算了风险指数(HQ)的值,结果表明该水平的微/纳塑料对肠道物理屏障存在一定的健康风险。(3)探明了微/纳塑料对人体肠道物理屏障的毒性效应及可能的毒理学机制,并探寻了一种可以减轻微/纳塑料对人类肠道毒性的措施。研究结果表明四种不同粒径(3μm、0.3μm、80 nm和20 nm)的PS微球对体外人类肠道模型Caco-2细胞的毒性效应具有尺寸依赖性(3μm<0.3μm<80 nm<20 nm),氧化应激是微/纳塑料破坏人类肠道物理屏障的机制之一。此外,本研究发现绿茶中的儿茶素可以显著减弱微/纳塑料对人类肠道细胞的不良影响。基于已报道的塑料茶包制作的茶水和人类全血中微塑料的水平计算了HQ值,结果表明人类当下微塑料的暴露水平对人类肠道物理屏障的危害远远超过了安全边际,强调了日常摄入以及人体当下暴露的微/纳塑料水平对肠道健康具有潜在的健康风险。(4)研究了微/纳塑料对机体肠道免疫屏障功能的影响以及可能的毒理学机制。采用小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7作为体外免疫细胞模型,3μm和80 nm的PS微球分别作为微塑料和纳塑料的模型。蛋白质组学分析的结果发现微塑料和纳塑料对巨噬细胞的生物学过程、细胞组分和分子功能这三大生物学功能都有不良影响,对巨噬细胞炎症反应及调节炎症反应相关的信号通路的影响非常显著。微/纳塑料通过诱导细胞凋亡对巨噬细胞产生毒AhR抑制剂性效应,通过把巨噬细胞极化成M1型的巨噬细胞诱导炎症反应。微/纳塑料对巨噬细胞毒性和促炎作用的机理是诱导细胞发生氧化应激。本研究还发现纳塑料对巨噬细胞的不良影响比微塑料大。本论文明确了微/纳塑料对肠道健康产生危害的途径是通过破坏肠道的物理和免疫屏障,探究了微/纳塑料对肠道产生毒性效应的毒理学机理,并为减轻微/纳塑料的肠道毒性提供了一种切实可行的保护措施。本研究为微/纳塑料对人体肠道健康的潜在危害提供了科学依据和理论基础。