斑马鱼研究揭示了纳米塑料对红细胞成熟的影响

聚苯乙烯纳米粒子广泛应用于包装，但它们对生物体的影响尚不清楚。到目前为止，人们对它们如何影响血细胞发育知之甚少

来自釜山国立大学的Yun Hak Kim教授领导的一项研究发表在《动物学研究》上，探讨了聚苯乙烯纳米粒子如何影响斑马鱼胚胎中的红细胞（RBC）发育

红细胞对于在全身携带氧气至关重要。在这项研究中，暴露于聚苯乙烯纳米颗粒的斑马鱼胚胎显示未成熟红细胞增加，成熟红细胞减少。这表明纳米粒子破坏了正常的血细胞成熟

金教授评论道：“我们的研究表明，聚苯乙烯纳米粒子会干扰斑马鱼胚胎红细胞的正常发育。这些发现提出了关于纳米塑料暴露对血细胞形成的更广泛影响的重要问题。”

研究小组使用单细胞RNA测序来研究与红细胞发育相关的基因表达变化。他们发现，暴露于聚苯乙烯纳米粒子会干扰未成熟血细胞成熟为功能性红细胞的过程。具体来说，存在常见的髓系祖细胞（CMP）的积累，这是早期血细胞

进一步的研究表明，聚苯乙烯纳米粒子通过下调关键基因来破坏血红素合成，从而降低红细胞的携氧能力。质谱分析证实了这一点，检测到暴露胚胎中的氯化血红素水平显著降低

该研究还表明，聚苯乙烯纳米粒子影响红细胞的整体蛋白质生成，特别是降低参与蛋白质合成的基因rps7的表达。为了证实rps7的作用，该团队进行了敲除实验，导致斑马鱼胚胎中的面部畸形和红细胞减少。这些结果表明，纳米粒子会损害红细胞发育所需的蛋白质合成机制

这项研究的结果具有关键的环境影响。聚苯乙烯纳米粒子的测试浓度（0.1-10µg/mL）与天然水源中检测到的水平相当，表明水生生物可能已经经历了类似的破坏

金教授说：“我们的研究结果表明，环境中的纳米塑料可能会干扰水生物种的红细胞形成和氧气运输。”

这项研究强调了对纳米塑料，特别是聚苯乙烯进行更严格监管的必要性

金教授补充道：“随着我们对纳米塑料的生物效应有了更多的了解，重新思考塑料废物管理和探索更安全的材料变得至关重要。”

金教授及其同事的研究强调了继续研究纳米塑料在细胞水平上的作用的重要性，以更好地了解其长期的生态和健康影响 More information: Eun Jung Kwon et al, Deciphering the toxic effects of polystyrene nanoparticles on erythropoiesis at single-cell resolution, Zoological Research (2024). DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2024.277