不同粒径聚苯乙烯微塑料和苯并(a)芘联合暴露影响炎性因子的表达

作者：徐雅雯; 朱军; 胡堇叶; 张展; 李磊; 吴倩^*

来源：科学通报, 2020, 65(36): 4281-4290.

• 聚苯乙烯微塑料
• 苯并(a)芘
• 炎症
• 斑马鱼
• 细胞

研究发现,微塑料可吸附并富集持久性有机污染物,吸附污染物后的微塑料生物毒性增强.本文旨在探究不同粒径聚苯乙烯微塑料(polystyrene microplastics, PS-MPs)联合苯并(a)芘(benzo(a)pyrene, BaP)暴露,对成年斑马鱼鳃和支气管相关细胞炎性细胞因子表达的影响.以两种粒径的PS-MPs(0.5和5μm)分别与BaP联合暴露幼鱼7 d、成鱼14 d和细胞48 h.使用Real-time PCR测定不同暴露组炎性因子基因相对表达情况,体视镜观察微塑料颗粒进入幼鱼体内的情况,共聚焦显微镜观察微塑料颗粒进入细胞的情况.结果发现,粒径为0.5和5μm的PS-MPs均能进入幼鱼体内; 0.5μm PS-MPs单独暴露时, TNF-α、IL-6和IL-8基因相对表达显著高于对照组; 5μm PS-MPs单独暴露时,IFN-γ基因相对表达显著高于对照组. BaP和0.5μm PS-MPs联合暴露时,成鱼鳃组织IFN-γ、IL-6和IL-8基因的相对表达高于BaP单独暴露.细胞实验结果表明,仅0.5μm的PS-MPs能进入两种细胞胞质中.在人支气管上皮样细胞HBE中0.5μm PS-MPs组炎症因子TNF-α、IL-6和IL-8基因相对表达均高于对照组.在人支气管平滑肌细胞HBSMC中0.5μm PS-MPs组炎性细胞因子TNF-α、IL-8和IL-1β的相对表达显著高于对照组. HBE细胞中BaP分别与0.5μm/5μm微塑料联合暴露时,均未发现明显的联合作用. HBSMC细胞中BaP和0.5μm PS-MPs联合暴露时,对IFN-γ和IL-6炎症因子的表达有显著的联合作用;而BaP和5μm PS-MPs联合暴露时,有显著减弱BaP促炎作用的趋势,特别是对TNF-α和IL-8炎症因子表达的影响.由此推断,粒径可能是影响微塑料生物摄取和累积的主要因素之一, 0.5μm微塑料因其易被细胞摄取,故联合有机污染物暴露可加重炎症反应.另外,因5μm微塑料未能进入细胞,其对炎症反应的影响仍需进一步探究.