人胎盘泌乳素

随着塑料品的消费量逐年增加，塑料污染已然成为全球面临的最紧迫的环境威胁之一。而这些塑料制品释放出的塑料碎片，又会在物理、化学和生物的进一步降解后分解成为“更微小但更严重”的威胁，即「微塑料」或「纳米塑料」。 微塑料（Microplastic），是指直径在1μm至5mm之间的塑料碎片和颗粒，在塑料制品使用过程中释放，特别是食物用途的塑料制品。事实上，越来越多的实验表明，塑料聚合物的碎裂并未止步于“微米级”，而是进一步形成了纳米塑料，数量上更是比预期高出了好几个量级。 纳米塑料（Nanoplastics），则是目前已知最小的微塑料，尺寸在1μm以下。与微塑料相比，纳米塑料更易进入人体，其体积小到可以穿过生物屏障（比如细胞膜）并进入生物系统，包括血液、淋巴系统，甚至全身。 胎盘中微塑料检出率高达100% 微/纳米塑料可能会遍布全身并产生损害？ 这并非空穴来风，Toxicological Sciences上最新刊登的研究，采用了一种新的分析工具测量了人类胎盘中存在的微塑料，得到的结果令人震惊！在接受测量的62个胎盘样本中100%地检测出了微塑料，浓度为每克组织中6.5-790微克。 微克，听起来不多？但正如毒理学中的基本原理“剂量决定毒性”所述，积少成多聚沙成塔，如果剂量不断增加，很可能带来一定的健康危害。“如果连胎盘中都存在微塑料，那么地球上所有哺乳动物的生命均可能受到影响，说明事态很严峻了！”美国新墨西哥大学的Matthew Campen博士强调。 图源：https://hsc.unm.edu/news/2024/02/hsc-newsroom-post-microplastics.html 人类胎盘由贝勒医学院数据库提供，收集时间为2011-2015年，最终有62个符合条件的胎盘被用于Py-GC-MS分析。 为了能更精准地确定和量化纳米和微塑料（NMPs）在人体组织中的累积程度，研究者开发了一种新方法：通过皂化反应和超速离心从人体组织样本中提取出固体材料，从而可以采用热裂解-气质联用（Py-GC-MS）来对塑料进行高度特异性和定量分析。 具体来说，研究者首先对样本进行化学处理，使得脂肪、蛋白质进一步水解和皂化成小分子。接着，将样品放入超速离心机中，最终在试管底部观察到一小块塑料。 再然后，研究者采用Py-GC-MS对收集到的塑料块儿进行处理，将其加热到600℃后，从而捕捉不同类型的塑料在特定温度下燃烧时释放出的气体。“很酷的是，气体进入质谱仪后，会留下属于自己的印迹。”Campen解释道。 实验流程 Py-GC-MS分析显示，纳入分析的62个胎盘样本中均存在微塑料，每克胎盘组织中的NMPs浓度从6.5µg到685µg不等，均值为126.8±147.5µg/g。 其中，胎盘组织中最常见的聚合物是聚乙烯（PE），几乎所有样本中都存在。按重量计算，PE占NMPs总量的54%，平均浓度为68.8±93.2µg/g。事实上，生活中聚乙烯的使用率非常高，主要用于食品包装和塑料瓶，比如水果、蔬菜、超市采购回来的半成品都是用PE保鲜膜。 聚氯乙烯（PVC）和尼龙紧随其后，各占总量的10%左右。而剩余的26%，由其他9种聚合物组成。 胎盘中的NMPs含量 研究者表示，在胎盘中发现如此高浓度的微塑料，是一件非常令人担忧的事儿！胎盘是孕期母体和胎儿循环系统之间的接口，约在怀孕后一个月开始形成。时间跨度上来说，胎盘组织仅有8个月左右的生长期，就能囤积如此之高浓度的NMPs；那么，这些微塑料也会在人体内其他器官进行更长期的积累。 警惕！微塑料已入侵人类心脏及全身 而这绝不是杞人忧天。去年，来自中国首都医科大学的研究学者们竟然在与外部环境没有接触的器官——心脏及其周围组织中发现了微塑料的存在！ 研究者从心脏收集来的5种不同类型的组织中，包括心包、心外膜脂肪组织（EAT）、心包脂肪组织（PAT）、心肌和左心耳（LAA），检测到直径20-469μm不等的微塑料颗粒。 doi: 10.1021/acs.est.2c07179. 为了获得人体内器官存在微塑料的“直接证据”，研究者招募了15名正在经历心脏手术的参与者，最终收集到6个心包样本、6个EAT样本、11个PAT样本、3个心肌样本和5个LAA样本。最终，在所有的5类样本中均检测到了微塑料的存在，直径从20到469μm不等。 其中，最常见的微塑料类型是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），约占总数的77%，在心包、EAT、PAT和心肌中的具体占比分别高达96%、83%、49%和43%；其次为占12%的聚氨酯（PU），主要存在于LAA样本中。 值得注意的是，虽然PE只占到微塑料颗粒总数的1%，但在所有的组织样本中均检测到。同时，在9号患者的心肌样本中也能找到PE，说明微塑料的污染已达到了人体最深的解剖结构！ 微塑料在人体中的分布情况 由于此次样本是接受心脏手术的患者，研究者还发现了另一个微塑料的来源途径——没错，就是心脏手术本身。 在手术过程中，患者会接触到各种带有塑料成分的医疗器械，这也使得手术前后患者血液样本中的微塑料类型以及直径分布出现了改变。举例来说，手术前血液中检测到的最常见的微塑料类型为PET，占67%；而聚酰胺（PA）则是手术后血液样本的含量最高的微塑料颗粒类型。 因此，研究者强调，侵入性医疗程序很有可能成为被忽视的微塑料暴露途径，值得重视！ 心脏中的各种微塑料类型分布 先前，加拿大的Kieran D. Cox教授和他的团队以美国人饮食为基础，根据食物消费种类以及不同种类食物所含有的微塑料数量，估算出每人每年会吃掉5万个微塑料颗粒，如果算上漂浮在空气中、被呼吸吸入的微塑料，那么每人每年吃掉的微塑料颗粒数量在7.4万-12.1万之间。 按照重量计算的话，每人每周大约吃掉5g微塑料，相当于一张银行卡的重量！还真是活到老，吃微塑料到老呢。 微/纳米塑料的“温水煮青蛙”式健康危害 不夸张地说，NMPs对人的影响往往是“温水煮青蛙式”的——很容易被忽视，但对健康的危害或是积年累月的。 去年，维也纳医科大学等多院校联合开展的研究，揭示了一个令人惊讶的现象：仅摄入后2小时，纳米塑料便会穿过血脑屏障（BBB）抵达大脑，而这可能会增加炎症、神经系统疾病以及神经退行性疾病的风险。 本研究中，研究者选择了聚苯乙烯（PS）来模拟塑料微粒通过血脑屏障后的转移。PS属于热塑性塑料，经常被用来制作各种需要承受开水温度的塑料杯、一次性泡沫饭盒；因其使用广泛，污染环境的程度较高，而被纳入了本次的重点研究对象。 令研究学者意想不到的事情发生了！在灌胃的仅仅2小时后，小鼠脑组织中便出现了特定的纳米级绿色荧光信号。这表明，0.293µm的PS微粒能在很短的时间内被胃肠道吸收，并穿透BBB进入脑组织中。 有意思的是，脑组织中只检测到了绿色荧光颗粒（即0.293µm的纳米塑料），而没有更大颗粒的信号。也就是说，塑料微粒的大小或是影响其穿透BBB能力的关键因素。 给药的2小时后，小鼠脑内检测到纳米级PS塑料微粒 此外，Science Advances上最新刊登的研究揭露了微塑料的另一大新罪证——纳米塑料能够进入大脑，与神经元中的蛋白纤维发生作用，从而加剧帕金森病的风险。 这些“狡猾”的塑料微粒不仅仅是进入大脑这么简单，还诱导了严重的神经毒性，成为某些疾病的“铺路石”。 DOI: 10.1126/sciadv.adi8716 帕金森病（PD）的病理特征是α-突触核蛋白在脆弱的脑神经元中病理性积聚，可以说α-突触核蛋白是PD发病中的中心环节。 为了探明塑料微粒与帕金森病之间的关系，第一步，研究者先在体外将高浓度的野生型人类α-突触核蛋白单体蛋白（~1 mg/ml）与聚苯乙烯纳米塑料（平均直径~39.5±0.7nm的1nM）进行混合。 结果显示，在阴离子纳米塑料污染物的催化下，α-突触核蛋白发生了聚集。具体来说，在α-突触核蛋白与纳米塑料污染物持续混合的6天后，产生了浑浊的白色泡沫界面，整体也出现了浑浊。使用负染色透射电镜（TEM）观察溶液中的产物发现，早在第3天就有多条α-突触核蛋白纤维从单个微塑料中发出。纳米塑料污染物与α-突触核蛋白的混合过程 第二步便是探究“how”——具体来说，阴离子纳米塑料是如何加速α-突触核蛋白的聚集的呢？ 分子动力学（MD）模拟表明，α-突触核蛋白与阴离子纳米塑料形成了相当稳定的复合物，其特点是在两亲结构域和邻接非淀粉样成分（NAC）结构域中具有很强的静电吸引和压实作用。然而，如果使用中性或阳离子纳米塑料来取代阴离子纳米塑料时，则未能形成类似的复合物。 仔细观察发现，阴离子纳米塑料能够置换水，插入α-突触核蛋白的两亲结构域和NAC结构域，并与之形成强烈的相互作用。正是两亲结构域和NAC结构域的存在，促成了阴离子纳米塑料与α-突触核蛋白的特异性结合，从而促进α-突触核蛋白成核。 与此同时，阴离子纳米塑料还会导致神经元的轻度溶酶体损伤，减缓α-突触核蛋白聚集体的降解。生成的增多，降解的减少，自然会导致“不平衡”的发生。 阴离子纳米塑料与α-突触核蛋白共同形成了稳定的复合物 第三步便是追踪真实的脑内链路，研究者构建了小鼠模型，将不同浓度的人类α-突触核蛋白纤维滴定在小鼠的初级神经元上。光片显微镜和共聚焦分析表明，α-突触核蛋白纤维很容易扩散开来，在大脑皮层、丘脑和杏仁核的神经元以及黑质紧密区（SNpc）的多巴胺能神经元中积聚。 当共同注射纳米塑料与α-突触核蛋白纤维时则出现了更令人惊讶的情况——注射3天后，SNpc中大约20%的多巴胺能神经元的α-突触核蛋白纤维和纳米塑料均呈阳性，且有75%的α-突触核蛋白纤维信号与纳米塑料共定位。 事实上，当给小鼠同时注射纳米塑料和α-突触核蛋白纤维时，会在多巴胺能神经元中观察到成熟的胞质磷酸化Ser129-α-突触核蛋白包涵体，同时在整个皮质幔、杏仁核和SNpc中均出现了pS129-α-突触核蛋白病理变化的大幅增加。 总结而言，在较高的纳米塑料浓度下，这些大脑中的阴离子纳米塑料污染物会与α-突触核蛋白纤维发生协同作用，上调pS129-α-突触核蛋白包涵体在相互连通的大脑区域中的传播，进而增加了小鼠大脑皮层、杏仁核和SNpc中的病理沉积。 纳米塑料在小鼠脑内聚集并形成包涵体 最后一步，也是与人类关联性最强的一步——研究者采用裂解气相色谱-质谱法在人脑中检测到清晰的苯乙烯纳米塑料。 聚苯乙烯并非止步于血液中，其纳米塑料颗粒可穿透哺乳动物的血脑屏障。在先前的研究中，研究者在路易体痴呆症患者的额叶皮层脑组织中观察到很强的α-突触核蛋白种子活性，同时也发现了强烈的苯乙烯离子痕迹。 这些数据首次测量了纳米塑料可能作为污染物进入人脑组织中，但其浓度与作用还需要更进一步的人体试验进行探究。 神经元α-突触核蛋白和纳米塑料污染物之间的病理相互作用 综上，纳米塑料污染能够促进帕金森病以及痴呆症相关的α-突触核蛋白的聚集。具体来说，阴离子纳米塑料污染物能够进入大脑组织，通过与α-突触核蛋白的两亲和NAC结合域的高亲和相互作用，导致α-突触核蛋白病理学的传播和积聚，进而诱导帕金森等神经性疾病的发生。 众所周知，塑料降解速度很慢，通常会持续数百年甚至数千年，这也增加了微塑料被摄入并累积在许多生物体和组织中的可能性。 为了避免人类的五脏六腑变成“塑料制品”，最简单的办法就是——尽量在生活中减少塑料制品的使用并及时治理塑料污染，别让地球被塑料“攻陷”之后再追悔莫及。

p　　据最新一期《环境国际》杂志报道，意大利科学家首次在孕妇胎盘中发现了微塑料颗粒。研究小组在妇女生完孩子后捐赠的6个胎盘中的4个发现了12个微塑料碎片。有3种被确定为被污染的热塑性聚合物聚丙烯，而其他9种被鉴别出的颜料，则来自于人造涂料、油漆、粘合剂、手指画颜料、化妆品和个人护理用品等。/pp　　据报道，国外科学家们尚不清楚人体中的微塑料对健康有何具体影响。但是，微塑料中可能含有某些化学物质，这对胎儿可能造成长期的身体损害，甚至使胎儿的免疫系统崩溃。/pp　　据称，胎儿体内的微塑料颗粒很可能是母亲吸入，或通过饮食带入体内的。/pp　　据报道，研究者们对四名怀孕和分娩过程都正常的健康妇女进行了检查。结果，科学家们在胎盘的胎儿和母体两侧，以及胎儿发育的薄膜中都检测到了微塑料。据悉，十几个微塑料颗粒被检测出来。然而事实上，科学家们仅分析了每个胎盘约4%的部分，这表明微塑料的总数要多得多。/pp　　微塑料颗粒大多为10微米(0.01毫米)左右，这意味着它们足够小，可以进入血液中。这些微塑料颗粒可能已经进入了婴儿的体内，但研究人员目前无法进行分析。br//pp　　罗马圣乔瓦尼· 卡利比塔医院的妇产科主任安东尼奥· 拉古萨(Antonio Ragusa)表示：“他们就像半机械婴儿似的，不再单纯由人类细胞组成，而是掺杂着无机物。”/pp　　研究人员称：“我们仍需进行进一步研究，以评估微塑料的存在是否会触发胎儿的免疫反应，或导致有毒污染物在体内的释放，从而对人体造成危害。”br//pp　　不过，参与该研究的另外两名女性的胎盘中并未查出微塑料颗粒，这可能是由于不同的生理状况、饮食或生活方式造成的。/pp　　从珠穆朗玛峰的山顶到漆黑无边的深海，微塑料污染已遍及地球的每个角落。/pp　　本网相关报道：/pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200824/557449.shtml" target="_blank"警惕!人体47处被检出微塑料，或成健康研究下一个热点/a/pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200522/539229.shtml" target="_blank"除了海洋里，空气中也有浮游微塑料 你呼吸了吗?/a/pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190829/492232.shtml" target="_blank"洗涤衣物可能是未被充分认识的微塑料污染源/a/pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190820/491533.shtml" target="_blank"北极微塑料从哪儿来?科学家又发现新证据/a/pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/news/20180904/470662.shtml" target="_blank"美研究：13国水管及食盐和啤酒中存在“微塑料”/a/pp　　今年十月，科学家们发现婴儿使用塑料瓶饮用配方奶粉时，每天要吞咽数百万个微塑料颗粒。2019年，研究人员在胎盘一侧发现空气颗粒污染物，这表明未出生的婴儿也暴露于交通和化石燃料燃烧产生的污染物中。/pp　　显然，如何避免这些微型颗粒对人体造成潜在的危害，将在未来成为一项重要的课题。/p

它们漂浮在普通的实验室培养皿中，不会比普通的米色小扁豆更引人注目；它们往往如此脆弱，如果温度或“食物”或周围的空气偏离“完美理想区”就会萎缩死亡。科学家们之所以要精心伺候着这样的“类器官”——微型版本的肾、心脏、肠道，甚至大脑—— 是因为这可都是由人类干细胞构建产生的，它们的脆弱可能会耗费数月的工作。Lieber脑发育研究所的生物学家Jennifer Erwin却无意“娇惯”她培养出来的类器官：这是世界上第一个用干细胞生成的人类胎盘。尽管构建这样类器官颇具挑战性，她打算让它们接受缺氧、应激激素、以及其他条件的攻击——用于模拟妊娠并发症。妊娠并发症会增加胎儿大脑发育的风险，甚至有可能导致后期出现精神分裂症，自闭症，注意力缺陷多动障碍和智力残疾等疾病。如果这些实验能行得通，Erwin下一步计划将胎盘类器官与大脑类器官共同培养！弄啥咧？这样，当迷你胎盘遭受生理困扰时，她将能够检测迷你大脑中会出现什么问题、收集有关这些疾病如何出现的线索 —— 比如基因是否过度活跃？还是不活跃？神经元是否形成了太少的突触？或是太多？—— 理想情况下，甚至找出阻止它们的方法。实验结果可以填补科学对大脑发育理解的巨大空白。多年的研究表明，如果母亲在怀孕期间经历压力，则会增加孩子患精神分裂症或其他神经发育障碍的机会。“在某些情况下，风险是两到四倍，”神经科学家，Lieber研究所所长Daniel Weinberger博士说。相比之下，遗传变异只会增加一小部分发展为精神分裂症的可能性。但“复杂的怀孕”和“精神分裂症”之间是大脑的“黑匣子”。通过测定胎盘窘迫如何影响大脑类器官，Erwin希望她能够了解真实情况下可能会发生什么。人体类器官被用于了解疾病如何发展，筛选药物等等。迷你肾脏和肠道几乎没有受到生物伦理学家什么异议。但大脑类器官，如大脑本身，具有不同的伦理地位，这引发了激烈的讨论，比如到底应该允许大脑类器官发展到什么程度、需要哪些道德考虑，以及它们是否会变得有意识......可能没有任何人明确。波士顿Wyss生物启发工程研究所的生物伦理学家Jeantine Lunshof说：“我认为建立和研究这种[胎盘/大脑]类器官模型存在着很强的科学和伦理原因。”他曾为George Church的哈佛医学院实验室提供建议。“据我所知，没有其他方法可以测试胎盘功能障碍对发育中大脑的影响。这是一个如此巨大的悬而未决的问题，如果你找到可以导致预防或治疗的线索，那将是一个了不起的医学和道德贡献。”这并没有消除这项研究计划所具有的“推动研究极限边界的性质”。Lieber研究所隶属于但独立于约翰霍普金斯大学医学院，并不缺乏全尺寸的人类大脑。通过与四名体检医师达成的协议，研究所每年收到大约500个大脑，现在大约有3,000个。它位于巴尔的摩北部霍普金斯科技园区一座11年历史的玻璃钢建筑中，看起来就像无数的生物医学研究所——基因组测序仪和蔡司显微镜在初创公司中无处不在。但该研究所与其他实验室有一处显著区别。在这里，由工作人员推着、穿梭于走廊中的灰色膝盖高的小车的盖子上用魔术记号笔标记的潦草字迹中警告说，里面的干冰“不供公众使用。”干冰是为了保持运输中的大脑冷却。平时这些大脑保存在28个冰柜里，在一个裸露的，混凝土地板的房间里。设置在门上的数字温度计显示负80摄氏度以下的读数。这些大脑让Weinberger和他的同事们在了解妊娠问题如何导致精神分裂症方面可以更加深入。医疗记录表明哪些脑供体有精神分裂症，有时还有哪些母亲有怀孕问题 这些数据清楚地表明，诸如糖尿病，缺氧，营养不良和感染等产科并发症会增加精神分裂症的风险。但是这对于妊娠问题何以迫使大脑发育偏离如此之彻底以至于最后导致严重的精神障碍，却无法回答。这就是Erwin的胎盘+大脑类器官切入的地方。像其他类器官研究人员一样，Erwin从成人细胞开始——在她的研究中，包括脑健康的捐赠者和精神分裂症死亡的人。轻轻地剥离一小块硬脑膜（这是覆盖大脑的坚韧膜），并解离硬脑膜的细胞，她和她的同事进行遗传重编程，使他们不再是硬脑膜细胞，而是恢复到类似胚胎的状态——当它们是干细胞、能够发育成任何身体的特化细胞时的状态。然后，科学家将这些诱导的多能干细胞暴露于生物化学物质中，从而将它们推向新的发育途径：成为胎盘细胞。就像宏观版本一样，细胞自发组织起来。“类器官有分层的三维结构，”Erwin说。“而不是一大坨。”胎盘类器官的基因组与其细胞来源的成年人相同。因此，它也与其胎盘相同。Erwin在一个“摇床”中培养类器官，这是一个在培养箱内来回轻轻摇动的小培养皿，摇动以保持良好的营养。诱导性多能干细胞需要大约10天才能发育成类似于真实器官的胎盘类器官，用以模拟对外界攻击的响应。一旦发育成类器官，Erwin会施于压力条件。例如在一项测试中，她通过在含有5％氧气而不是标准20％的空气中生长类器官来模拟怀孕缺氧。根据初步结果，类器官会形成微小的绒毛，突出的手指样结构伸出来寻找维持生命的氧气——就像真正的胎盘一样，缺氧会使绒毛长入子宫壁。其他计划的攻击包括大量的应激激素，流感病毒和其他已知会增加精神分裂症风险的因素。很快，Erwin计划构建大脑类器官，并在与胎盘类器官相同的培养皿中让它们生长，两种类型的类器官用一层仅允许生物化学物质通过的膜分隔开。如果一切顺利，实验应该会展示对胎盘类器官的攻击如何影响大脑的类器官。因为从精神分裂症患者的细胞产生的类器官，具有与细胞来源人相同的引起精神分裂症的遗传变异，所以类器官是测试基因和环境（这里指经过胎盘过滤的环境）如何相互作用导致精神分裂症的理想方式。“只有很少的疾病异常是单纯由基因作为唯一的风险因素的，”Weinberger说。恰恰相反：正确的环境可以使本来可能导致疾病的基因沉默，而错误的环境不仅会释放，而且实际上会加剧基因的致病效应。在2018年对2,038名精神分裂症患者进行的一项研究中，Weinberger及其同事发现了一些之前被认为会增加精神分裂症风险的基因的奇怪现象。“当你查看这些基因时，它们不一定是关于大脑的，相反，它们在胎盘中高度表达。妊娠中的并发症越多，在350个与精神分裂症相关的基因中的某些基因的表达水平越高。”与人们预期不同的是，这些高度表达的基因中几乎没有一个与神经元的经典功能相关。相反，它们会影响总体的细胞功能，如运行产生能量的线粒体和输出蛋白质。Weinberger称这个模型为第一个“连接生命早期相关并发症，遗传风险和精神疾病”的机制。这种连接就是胎盘。如果Erwin的胎盘/脑器官配对成功，它将有望解释胎盘中数百个基因的活性升高如何影响大脑发育，有时强烈到足以导致20年后的精神分裂症。 Weinberger说，这种方法“开辟了胎盘医学的新篇章。”