編者按
隨著美麗中國建設的深入推進，我國生態環境保護工作正在從“霧霾”“黑臭”等感官指標治理，向具有長期性、隱蔽性危害的新污染物治理階段發展。以微納塑料為代表的新污染物暴露和健康風險評估成為新的國際前沿研究熱點。
近期，南方醫科大學黃振烈教授研究團隊攜手環特生物，利用斑馬魚模式生物，圍繞微納塑料、防曬劑、殺菌劑等新污染物聯合暴露的健康效應，發表了多篇高質量研究論文，系統闡述了這些新污染物的暴露可能對生態環境和人類健康的危害。
01、解析納米塑料與化妝品中防曬劑胡莫柳酯協同誘發雌激素效應的新機制
文章題目
Combined Effects of Polystyrene Nanosphere and Homosolate Exposures on Estrogenic End Points in MCF-7 Cells and Zebrafish
雜志：Environmental Health Perspectives（IF=10.5）
發表時間：2024年2月
JCR分區：Q1
作者：葉嶸義、李智明、冼鴻儀、鐘怡洲、梁博萱、黃煜基、戴明珠、郭杰、陳達、楊杏芬、黃振烈等
單位：南方醫科大學公共衛生學院、基礎醫學院；國家藥監局化妝品安全評價重點實驗室；廣東省熱帶病研究重點實驗室；暨南大學環境學院、廣東省環境污染與健康重點實驗室；杭州環特生物科技股份有限公司等
文章主題：
化妝品中塑料微珠與防曬劑、防腐劑等化合物成分共存，引起了消費者對其潛在協同效應對人類健康風險的擔憂。
近期，南方醫科大學國家藥監局化妝品安全評價重點實驗室所在的公共衛生學院黃振烈教授團隊聯合環特生物發布了最新研究，強調了微塑料和外源性化合物聯合作用的重要性，為評估化妝品中塑料微珠與防曬劑、防腐劑等化合物成分協同誘發雌激素作用提供新見解，并為完善化妝品安全評價體系提供科學依據。
研究分別采用MCF-7細胞和斑馬魚評估納米塑料顆粒（NPs）與防曬劑胡莫柳酯（HMS）在單獨或聯合作用時的類雌激素效應及其潛在機制。
體外細胞實驗表明，NPs與HMS對MCF-7的細胞增殖存在協同作用，提示NPs加劇HMS的類雌激素效應；機制探討發現NPs與HMS聯合暴露通過激活MCF-7細胞的雌激素受體α（ERα），上調血清和糖皮質激素調節激酶1（SGK1）的表達，促進MCF-7細胞增殖，誘發更強的類雌激素效應。
斑馬魚實驗表明，NPs促進卵巢和精巢對HMS的吸收；NPs與HMS聯合暴露對斑馬魚的生殖毒性呈現性別差異（圖1）：在雌魚，HMS與NPs聯合暴露上調類固醇激素合成相關基因的表達，導致內源性雌激素（E?）釋放增多，促進卵泡成熟；在雄魚，HMS與NPs聯合暴露降低睪酮（T）、E?相關基因的表達， 減少T和E?釋放，抑制雄魚精子生成。此外，HMS與NPs聯合暴露降低F1代胚胎孵化率，增加F1代胚胎死亡率、畸形率。
圖1 聚苯乙烯納米微球和胡莫柳酯聯合暴露對斑馬魚下丘腦-垂體-性腺-肝臟軸影響機制
02、從搖籃到墳墓：4-甲基芐基樟腦和納米塑料聯合暴露致成年斑馬魚神經系統和生殖系統的性別特異性破壞
文章題目
From cradle to grave: Deciphering sex-specific disruptions of the nervous and reproductive systems through interactions of 4-methylbenzylidene camphor and nanoplastics in adult zebrafish
雜志：Journal of Hazardous Materials（IF=13.6）
發表時間：2024年4月
JCR分區：Q1
作者：冼鴻儀、李智明、葉嶸義、鐘怡洲、梁博萱、黃煜基、郭杰、陳達、楊杏芬、黃振烈等
單位：南方醫科大學公共衛生學院；國家藥監局化妝品安全評價重點實驗室；廣東省熱帶病研究重點實驗室；杭州環特生物科技股份有限公司；浙江警察學院；暨南大學環境學院、廣東省環境污染與健康重點實驗室；深圳市疾病預防控制中心等
文章主題：
4-MBC是一種重要的紫外線過濾劑，在抗衰面霜、人體乳液與防曬霜中廣泛使用，目前各類環境介質包括環境水體、室內積塵、食物甚至人體生物樣本（尿液、母乳）中均已檢出4-MBC。納米塑料目前也作為微珠廣泛應用在個人護理用品與化妝品（PCCPs）中。作為PCCPs的共存成分，在日常使用過程中會通過洗浴排放到環境中。同時，由于納米塑料可以作為載體直接吸附環境中污染物進入生物體內，帶來嚴重的健康風險。目前，國內外關于4-MBC與PS-NPs的相互作用已有部分報道，但關于4-MBC與PS-NPs的聯合毒性研究的研究還較少，特別是關于聯合暴露于4-MBC和MNPs的組織特異性積累和潛在毒性仍然未知。
本研究選以4月齡斑馬魚為模型生物，通過21天慢性暴露實驗探究環境真實濃度下4-甲基芐基樟腦（4-MBC）和聚苯乙烯納米塑料（PS-NPs，50 nm）單一和聯合脅迫對斑馬魚雌魚與雄魚神經系統和生殖系統毒性效應。結果表明，4-MBC傾向于在雌性斑馬魚大腦積累，而不在肝臟和卵巢中。而在雄性斑馬魚中肝臟、精巢和大腦4-MBC的積累程度一致。與PS-NPs聯合暴露后，組織中4-MBC的積累程度進一步增加。
隨后，基于RNA轉錄組學和蛋白質組學，以篩選大腦中差異表達基因與蛋白質。生物信息學分析表明，4-MBC與PS-NPs單獨/聯合暴露主要影響了神經元分化、神經元死亡和有性生殖相關的生物過程。因此，通過多級毒理學終點驗證了神經毒性和生殖破壞。
具體來說，運動行為改變證明了神經毒性的效力，其中，PS-NPs加劇了4-MBC誘導雌性斑馬魚自閉癥譜系障礙樣癥狀，然而加劇了雄魚帕金森樣癥狀，這可能是由于神經元的死亡與大腦組織病理學改變引起的。雌魚卵巢卵母細胞成熟和雄魚精子發生的破壞，以及激素水平的改變證實了PS-NPs加劇了4-MBC暴露后的對雌魚和雄魚生殖系統的破壞。
本研究結果表明PS-NPs對4-MBC的毒性效應具有協同作用，促進4-MBC在大腦中的積累，并引起斑馬魚性別特異性的神經毒性和生殖破壞（圖2）。
圖2 PS-NPs對4-MBC的毒性效應具有協同作用
這些發現可為進一步的4-MBC與PS-NPs聯合暴露機制研究和化妝品風險評估提供重要線索。
03、納米塑料聯合暴露對三氯生誘導的生殖毒性的影響及分子機制研究
文章題目
Gender-specific effects of polystyrene nanoplastic exposure on triclosan-induced reproductive toxicity in zebrafish (Danio rerio)
雜志：Science of The Total Environment（IF=9.8）
發表時間：2024年4月30日
JCR分區：Q1
作者：李智明、冼鴻儀、葉嶸義、鐘怡洲、梁博萱、黃煜基、戴明珠、郭杰、湯書琴、黃振烈等
單位：南方醫科大學公共衛生學院；國家藥監局化妝品安全評價重點實驗室；廣東省熱帶病研究重點實驗室；杭州環特生物科技股份有限公司；暨南大學環境學院；深圳市疾病預防控制中心；粵港澳污染物暴露與健康聯合實驗室；香港浸會大學生物系；南方醫科大學珠江醫院心血管外科等
文章主題：
塑料污染已成為全球性的環境和社會問題。此外，由于微米和納米塑料顆粒（Microplastics and nanoplastics，MNPs）具有較大的比表面積，能吸附環境中的有機污染物或重金屬等，并干擾化學物質的生物學效應。環境中MNPs與抗菌劑等化合物成分共存，引起了消費者對其潛在協同效應對人類健康風險的擔憂。
南方醫科大學國家藥監局化妝品安全評價重點實驗室所在的公共衛生學院黃振烈教授團隊2024年4月30日在環境科學期刊《Science of The Total Environment》發表題為“Gender-specific effects of polystyrene nanoplastic exposure on triclosan-induced reproductive toxicity in zebrafish (Danio rerio)”的研究文章，探究聚苯乙烯納米塑料顆粒（PS-NPs）對抗菌劑三氯生（TCS）誘導的生殖毒性的影響及其分子機制。
作者對NPs和外源性雌激素對成年斑馬魚生殖毒性的協同影響提供了新的見解。PS-NPs對斑馬魚TCS生物積累的影響具有性別和器官特異性。TCS和PS-NPs聯合暴露會以性別特異性的方式破壞HPGL軸。在雄性中，TCS導致的類固醇激素生物合成受損被PS-NPs加劇。結果表明，PS-NPs加劇TCS誘導的精子發生抑制，可能與pck2-katnal1軸有關（圖3）。
圖3 PS-NPs和TCS聯合暴露對斑馬魚生殖毒性影響機制
在雌性中，TCS導致的類固醇激素生物合成受損被PS-NPs緩解。結果表明，PS-NPs減弱TCS誘導的卵巢發育抑制，可能與aqp12-dctn2軸有關。
本研究結果強調了研究MNPs和外源性雌激素聯合作用的重要性，并為該領域的進一步研究奠定了基礎。
04、4-甲基芐基樟腦通過激活腦-肝-性腺軸雌激素受體引發雌激素效應
文章題目
4-Methylbenzylidene camphor triggers estrogenic effects via the brain-liver-gonad axis in zebrafish larvae
雜志：Environmental Pollution（IF=8.9）
發表時間：2023年6月
JCR分區：Q2
作者：冼鴻儀、李智明、葉嶸義、戴明珠、郭杰、楊杏芬、陳達、黃振烈等
單位：南方醫科大學公共衛生學院；國家藥監局化妝品安全評價重點實驗室；廣東省熱帶病研究重點實驗室；杭州環特生物科技股份有限公司；廣州大學大灣區環境研究院、珠江三角洲水質安全與保護教育部重點實驗室；暨南大學環境學院等
文章主題：
這篇論文研究了4-MBC（4-甲基芐基樟腦），一種廣泛用于化妝品中的紫外線過濾劑，對斑馬魚幼蟲的雌激素效應。研究發現，4-MBC能夠通過激活腦-肝-性腺軸上的雌激素受體途徑，引發雌激素效應，導致神經行為和肝臟的不良影響，包括活動能力下降、行為表型改變和脂質積累，為理解4-MBC的環境風險評估和潛在的人類健康影響提供了新的見解。
4-MBC在環境相關濃度下通過激活斑馬魚幼蟲體內的雌激素受體途徑，引發雌激素效應，導致內分泌紊亂、神經行為障礙和代謝異常。具體表現為，4-MBC上調了雌激素受體α（ERα）的表達，并通過與ERα的相互作用，增強了雌激素應答基因的表達，如卵黃蛋白原（VTG）的上調，以及在肝臟中引起脂質積累。
此外，4-MBC暴露還與乙酰膽堿酯酶（AChE）和乙酰膽堿（ACH）活性的紊亂有關，這可能是導致活動能力下降和神經表型改變的原因。研究結果強調了4-MBC作為一種新興污染物，對水生生物特別是幼蟲發育的潛在負面影響，為進一步的環境風險評估和監管提供了科學依據。
05、三氯生誘導內分泌紊亂：來自美國國家健康和營養檢查調查以及斑馬魚模型的證據
文章題目
Insights into Triclosan-Induced Endocrine Disruption: Evidence from the National Health and Nutrition Examination Survey and Zebrafish Models
雜志：《Environment & Health》
發表時間：2024年4月
作者：李智明、冼鴻儀、任曉虎、葉嶸義、鐘怡洲、黃煜基、梁博萱、鄧艷紅、戴明珠、郭杰、湯書琴、潘加亮、馮毓、白若冰、陳雪平、Sahoko Ichihara、Gaku Ichihara、陳達、楊杏芬、黃振烈
單位：南方醫科大學公共衛生學院；深圳市疾病預防控制中心；杭州環特生物科技股份有限公司；暨南大學環境與氣候學院；水中銀（國際）生物科技有限公司；日本自治醫科大學環境與預防醫學系；日本東京理科大學職業和環境衛生系
文章主題：
三氯生（TCS）是一種在醫療保健和家庭領域廣泛使用的抗菌化合物。在應對COVID-19大流行期間，全球消毒措施加重了TCS在環境介質中的污染程度。其在地表水中檢測到的含量從ng/L到μg/L不等，對生態系統和公眾健康構成了重大威脅。
一項中國華南地區研究報告了人體血液中TCS的暴露水平（中位濃度為1.69~3.89ng/mL）。此外，在中國清遠市的產婦血清（0~92ng/mL）和羊水（0.39~0.89ng/mL）中也檢測出TCS，這提示了人類在整個生命周期都有TCS暴露。TCS已經被發現具有腸道毒性和神經毒性等。相比于此，在環境相關濃度暴露水平下，其引起的內分泌干擾效應更受關注。但是，關于TCS對神經內分泌系統的影響及其潛在機制的研究相對較少。
本研究利用美國國家健康和營養檢查調查（NHANES）數據庫分析TCS與性激素的相關關系，并且利用斑馬魚模型進一步探討TCS在環境相關濃度暴露水平引起內分泌干擾效應的潛在毒性機制，這對于評估TCS的健康風險以及生態風險至關重要，也為TCS等新環境污染物引起內分泌干擾效應的潛在機制提供見解。
本研究亮點總結：
該研究報道了三氯生誘導內分泌紊亂，從人群調查和實驗室研究兩方面探討了三氯生導致的內分泌干擾效應，并為其潛在毒性機制提供了見解。另外，在成年斑馬魚發現三氯生對神經系統具有損傷作用，在未來應重視三氯生的長期暴露可能對人群的神經毒性。
圖4 TCS對成年斑馬魚卵巢和精巢發育的影響
該研究提供了在人群和成年斑馬魚中TCS導致內分泌紊亂的證據。利用成年斑馬魚模型（圖4），發現與TCS誘導的內分泌干擾有關的性別特異性代謝相關通路和信號通路。研究還發現斑馬魚暴露于TCS后，神經系統的受損與氧化應激有關。研究結果還表明神經系統損傷與內分泌紊亂之間存在聯系。
本研究強調了環境暴露濃度水平的TCS對生態系統和公眾健康的潛在風險，亟需對三氯生暴露在人類產生內分泌干擾效應的風險提高重視。另外，在成年斑馬魚發現TCS對神經系統具有損傷作用，在未來應重視TCS的長期暴露可能對人群的神經毒性。
作為健康美麗產業CRO服務開拓者與引領者、斑馬魚生物技術的全球領導者，環特生物搭建了“斑馬魚、類器官、哺乳動物、人體”四位一體的綜合技術服務體系，開展健康美麗CRO服務、科研服務、智慧實驗室搭建三大業務。目前，環特已建立200多種斑馬魚模型及腦類器官、心臟類器官及各種腫瘤類器官培養平臺，歡迎有需要的讀者垂詢！