研究背景
塑料微纳颗粒作为全球广泛分布的新型环境污染物，人体可通过饮食、饮水、包装接触持续摄入，成人每周无意摄入总量可达0.1～5g，消化道是颗粒蓄积与毒性作用的核心靶器官。既往大量研究证实聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)可破坏肠道屏障、诱发菌群紊乱与肠道炎症，临床流行病学数据也显示炎症性肠病(IBD)患者粪便微塑料载量显著高于健康人群，但学界长期存在关键空白：经肠道吸收入血的纳米塑料最终代谢归宿、肠道持续蓄积的核心驱动机制，以及纳米塑料是否直接损伤肠神经系统(ENS)并介导炎症进程，均缺乏完整分子证据链。
2026年07月，ACS Nano杂志发表了一篇题为“Enterohepatic Circulation of Polystyrene Nanoplastics Promotes Intestinal Inflammation by Impairing Enteric Neurons”的文章，由南京医科大学、南京大学联合团队完成，首次完整揭示 PS-NPs “肝脏摄取-胆囊储存-胆汁重释肠道” 的肠肝再循环通路，填补了纳米塑料体内蓄积机制的研究缺口。
研究方法
本研究综合运用体内追踪、长期暴露、体外屏障及多组学分析四种策略。体内分布验证采用尾静脉注射荧光标记PS-NPs(100nm)，配合奥曲肽抑制胆汁分泌，动态监测1-24h内纳米塑料在胆囊与结肠的分布;并构建“Zombie小鼠模型”区分肝脏主动摄取与被动扩散。长期暴露模型中，小鼠自由饮用含100μg/mL PS-NPs水溶液6周，模拟环境相关剂量。肠神经损伤机制通过DSS诱导结肠炎联合抗生素清除菌群验证，设对照、美伐他汀(1mg/kg)、PS-NPs(10mg/kg)及联合组，每组5只，观察炎症进展与恢复两阶段。体外采用Caco-2单层模型测定跨上皮电阻评估屏障功能。多组学层面整合RNA-seq、16S rRNA测序及代谢组学，结合分子对接预测PS-NPs与PIEZO1、TH、VIP等神经蛋白的结合亲和力。
研究结果
▌PS-NPs存在持续性肠肝再循环蓄积通路
经口或静脉给药的PS-NPs均可被肝脏巨噬细胞(F4/80标记)主动摄取并富集于胆囊;奥曲肽抑制胆汁分泌后，胆囊荧光指数1 h时较对照组升高P<0.005，结肠PS-NPs荧光强度显著下降P<0.05;撤除抑制剂后12～24 h胆汁分泌恢复，结肠颗粒蓄积量回升。僵尸小鼠灭活细胞活性后，颗粒无法通过肝胆途径重返肠道，证实该过程为肝脏主动转运介导，且PS、PLA、PVC不同材质、粒径、电荷纳米塑料均具备该循环特征，可反复回流肠道延长局部暴露时长。
▌慢性PS-NPs暴露全面摧毁肠道物理与黏液屏障，诱发重度炎症
组织学结果显示PS-NPs组结肠黏膜结构紊乱、大量炎性细胞浸润，炎症病理评分较对照组升高P<0.005;PAS染色提示杯状细胞数量大幅减少，黏液化学屏障破损。结肠促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ相对浓度均显著上升P<0.05。Western blotting免疫印迹法证实紧密连接蛋白ZO1、Claudin1表达下调P<0.01;体外Caco-2细胞随PS-NPs处理时间延长，跨上皮电阻(TEER)呈时间依赖性下降P<0.005，上皮通透性持续升高;Masson染色与蛋白定量显示Ⅰ型胶原大量沉积，肠道细胞外基质病理性重塑，肠道力学收缩功能受损。
▌多组学证实菌群稳态失衡、神经相关代谢紊乱
16S rRNA测序PCoA显示两组菌群β多样性完全分离，肠道微生物健康指数(GMHI)显著降低，菌群失调指数(MDI)显著升高 P<0.05;有益菌Ligilactobacillus murinus、Limosilactobacillus reuteri丰度上升，潜在有害菌Brotolimicola acetigignens丰度下降。非靶向代谢组检出上千种差异代谢物，KEGG富集集中于神经活性配体受体互作、谷氨酸能突触等神经通路;菌群源性代谢物甲伐他汀含量显著升高P<0.01，O2PLS分析证实甲伐他汀与多种失调菌群存在强相关性。
▌PS-NPs直接损伤肠神经系统，打破神经递质平衡、抑制机械感知
免疫荧光定量显示：抑制性神经肽VIP荧光强度大幅降低P<0.001，儿茶酚胺合成限速酶TH荧光显著升高P<0.05，机械敏感离子通道PIEZO1表达下调P<0.01;共定位实验可见PS-NPs与VIP、PIEZO1在肠组织共定位，分子对接显示PS-NPs与PIEZO1结合能达-10.0 kcal/mol，结合亲和力显著高于TH。功能学结肠排珠实验证实PS-NPs组排珠时间显著延长，肠道推进蠕动功能障碍。
▌甲伐他汀仅具备有限保护作用，无法逆转PS-NPs毒性损伤
在DSS结肠炎进展、恢复双模型中，单独甲伐他汀干预可降低肠道通透性、轻度修复紧密连接蛋白;但PS-NPs与甲伐他汀联合处理组，肠屏障损伤、炎症浸润、VIP/TH/PIEZO1表达紊乱、结肠蠕动障碍无明显改善，说明PS-NPs可完全抵消甲伐他汀的肠道保护效应。
总结
本研究系统证实聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)存在肝-胆-肠主动再循环通路，该通路大幅延长颗粒肠道滞留时间，放大局部毒性刺激;慢性暴露会同步破坏肠道黏液屏障与上皮紧密连接，升高IL-1β、TNF-α等促炎因子水平，诱发肠道慢性炎症与细胞外基质病理性纤维化。多组学数据表明，PS-NPs造成肠道菌群稳态失衡、神经相关代谢通路紊乱，菌群源性代谢物甲伐他汀代偿性升高但保护效力有限，无法逆转颗粒造成的肠道损伤。在机制层面，PS-NPs可与肠神经关键蛋白PIEZO1、VIP直接结合，下调机械敏感通道PIEZO1与抑制性神经肽VIP、上调交感神经标志物TH，打破肠神经化学平衡，损伤肠道机械感知与推进蠕动功能;在DSS诱导结肠炎模型中，PS-NPs会加重炎症损伤、延缓黏膜修复，完全抵消甲伐他汀的肠道保护作用。整体构建了肠肝循环蓄积→屏障破损→菌群代谢紊乱→肠神经损伤→持续性肠道炎症的自放大损伤闭环，填补了纳米塑料体内蓄积与肠神经毒性的机制空白，为环境纳米塑料暴露相关消化道疾病风险评估、慢病诱因筛查提供核心理论依据。
参考文献
WANG X C, WANG Q L, JIANG W Q, et al. Enterohepatic circulation of polystyrene nanoplastics promotes intestinal inflammation by impairing enteric neurons[J].ACS Nano, 2026. DOI: 10.1021/acsnano.6c00685.
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研究背景
塑料微纳颗粒作为全球广泛分布的新型环境污染物，人体可通过饮食、饮水、包装接触持续摄入，成人每周无意摄入总量可达0.1～5g，消化道是颗粒蓄积与毒性作用的核心靶器官。既往大量研究证实聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)可破坏肠道屏障、诱发菌群紊乱与肠道炎症，临床流行病学数据也显示炎症性肠病(IBD)患者粪便微塑料载量显著高于健康人群，但学界长期存在关键空白：经肠道吸收入血的纳米塑料最终代谢归宿、肠道持续蓄积的核心驱动机制，以及纳米塑料是否直接损伤肠神经系统(ENS)并介导炎症进程，均缺乏完整分子证据链。
2026年07月，ACS Nano杂志发表了一篇题为“Enterohepatic Circulation of Polystyrene Nanoplastics Promotes Intestinal Inflammation by Impairing Enteric Neurons”的文章，由南京医科大学、南京大学联合团队完成，首次完整揭示 PS-NPs “肝脏摄取-胆囊储存-胆汁重释肠道” 的肠肝再循环通路，填补了纳米塑料体内蓄积机制的研究缺口。
研究方法
本研究综合运用体内追踪、长期暴露、体外屏障及多组学分析四种策略。体内分布验证采用尾静脉注射荧光标记PS-NPs(100nm)，配合奥曲肽抑制胆汁分泌，动态监测1-24h内纳米塑料在胆囊与结肠的分布;并构建“Zombie小鼠模型”区分肝脏主动摄取与被动扩散。长期暴露模型中，小鼠自由饮用含100μg/mL PS-NPs水溶液6周，模拟环境相关剂量。肠神经损伤机制通过DSS诱导结肠炎联合抗生素清除菌群验证，设对照、美伐他汀(1mg/kg)、PS-NPs(10mg/kg)及联合组，每组5只，观察炎症进展与恢复两阶段。体外采用Caco-2单层模型测定跨上皮电阻评估屏障功能。多组学层面整合RNA-seq、16S rRNA测序及代谢组学，结合分子对接预测PS-NPs与PIEZO1、TH、VIP等神经蛋白的结合亲和力。
研究结果
▌PS-NPs存在持续性肠肝再循环蓄积通路
经口或静脉给药的PS-NPs均可被肝脏巨噬细胞(F4/80标记)主动摄取并富集于胆囊;奥曲肽抑制胆汁分泌后，胆囊荧光指数1 h时较对照组升高P<0.005，结肠PS-NPs荧光强度显著下降P<0.05;撤除抑制剂后12～24 h胆汁分泌恢复，结肠颗粒蓄积量回升。僵尸小鼠灭活细胞活性后，颗粒无法通过肝胆途径重返肠道，证实该过程为肝脏主动转运介导，且PS、PLA、PVC不同材质、粒径、电荷纳米塑料均具备该循环特征，可反复回流肠道延长局部暴露时长。
▌慢性PS-NPs暴露全面摧毁肠道物理与黏液屏障，诱发重度炎症
组织学结果显示PS-NPs组结肠黏膜结构紊乱、大量炎性细胞浸润，炎症病理评分较对照组升高P<0.005;PAS染色提示杯状细胞数量大幅减少，黏液化学屏障破损。结肠促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ相对浓度均显著上升P<0.05。Western blotting免疫印迹法证实紧密连接蛋白ZO1、Claudin1表达下调P<0.01;体外Caco-2细胞随PS-NPs处理时间延长，跨上皮电阻(TEER)呈时间依赖性下降P<0.005，上皮通透性持续升高;Masson染色与蛋白定量显示Ⅰ型胶原大量沉积，肠道细胞外基质病理性重塑，肠道力学收缩功能受损。
▌多组学证实菌群稳态失衡、神经相关代谢紊乱
16S rRNA测序PCoA显示两组菌群β多样性完全分离，肠道微生物健康指数(GMHI)显著降低，菌群失调指数(MDI)显著升高 P<0.05;有益菌Ligilactobacillus murinus、Limosilactobacillus reuteri丰度上升，潜在有害菌Brotolimicola acetigignens丰度下降。非靶向代谢组检出上千种差异代谢物，KEGG富集集中于神经活性配体受体互作、谷氨酸能突触等神经通路;菌群源性代谢物甲伐他汀含量显著升高P<0.01，O2PLS分析证实甲伐他汀与多种失调菌群存在强相关性。
▌PS-NPs直接损伤肠神经系统，打破神经递质平衡、抑制机械感知
免疫荧光定量显示：抑制性神经肽VIP荧光强度大幅降低P<0.001，儿茶酚胺合成限速酶TH荧光显著升高P<0.05，机械敏感离子通道PIEZO1表达下调P<0.01;共定位实验可见PS-NPs与VIP、PIEZO1在肠组织共定位，分子对接显示PS-NPs与PIEZO1结合能达-10.0 kcal/mol，结合亲和力显著高于TH。功能学结肠排珠实验证实PS-NPs组排珠时间显著延长，肠道推进蠕动功能障碍。
▌甲伐他汀仅具备有限保护作用，无法逆转PS-NPs毒性损伤
在DSS结肠炎进展、恢复双模型中，单独甲伐他汀干预可降低肠道通透性、轻度修复紧密连接蛋白;但PS-NPs与甲伐他汀联合处理组，肠屏障损伤、炎症浸润、VIP/TH/PIEZO1表达紊乱、结肠蠕动障碍无明显改善，说明PS-NPs可完全抵消甲伐他汀的肠道保护效应。
总结
本研究系统证实聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)存在肝-胆-肠主动再循环通路，该通路大幅延长颗粒肠道滞留时间，放大局部毒性刺激;慢性暴露会同步破坏肠道黏液屏障与上皮紧密连接，升高IL-1β、TNF-α等促炎因子水平，诱发肠道慢性炎症与细胞外基质病理性纤维化。多组学数据表明，PS-NPs造成肠道菌群稳态失衡、神经相关代谢通路紊乱，菌群源性代谢物甲伐他汀代偿性升高但保护效力有限，无法逆转颗粒造成的肠道损伤。在机制层面，PS-NPs可与肠神经关键蛋白PIEZO1、VIP直接结合，下调机械敏感通道PIEZO1与抑制性神经肽VIP、上调交感神经标志物TH，打破肠神经化学平衡，损伤肠道机械感知与推进蠕动功能;在DSS诱导结肠炎模型中，PS-NPs会加重炎症损伤、延缓黏膜修复，完全抵消甲伐他汀的肠道保护作用。整体构建了肠肝循环蓄积→屏障破损→菌群代谢紊乱→肠神经损伤→持续性肠道炎症的自放大损伤闭环，填补了纳米塑料体内蓄积与肠神经毒性的机制空白，为环境纳米塑料暴露相关消化道疾病风险评估、慢病诱因筛查提供核心理论依据。
参考文献
WANG X C, WANG Q L, JIANG W Q, et al. Enterohepatic circulation of polystyrene nanoplastics promotes intestinal inflammation by impairing enteric neurons[J].ACS Nano, 2026. DOI: 10.1021/acsnano.6c00685.
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