每一口外卖都在损害大脑！Science子刊最新：微塑料能侵入大脑，或诱发帕金森病！

早上想喝杯咖啡提提神，发现是用塑料杯装的；中午懒得做饭点个外卖，食物被塑料盒整整齐齐地装着；下午有点小饿想吃点下午茶，无论是面包还是饼干无一不是用塑料袋外包装装着......不知不觉间，人们早已被塑料包围了。

塑料污染已然成为全球面临的最紧迫的环境威胁之一，而其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, MPs），是指直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒，在塑料制品使用过程中释放，特别是食物用途的塑料制品.

纳米塑料（Nanoplastics, NPs），则是目前已知最小的微塑料，尺寸在1μm以下，体积小到可以穿过细胞膜。

当然，人们不会主动地“吃”塑料，但微塑料以及纳米塑料会通过多条途径进入人体，包括饮用水、海鲜、衣物、化妆品，甚至空气。这些“上天入地”的塑料微粒悄悄地混进人身体的各个器官，比如神经、心肺、肝脏等等，等待时机成熟而兴风作浪。

近日，Science Advances上最新刊登的研究揭露了微塑料的一大新罪证——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）和相关痴呆症是目前世界上发病率增长最快的神经系统疾病之一，其病理特征是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。

先前体外研究表明，由聚乙烯亚胺包被的聚苯乙烯纳米塑料会增加α-突触核蛋白的成核作用，具有推进PD的风险。此外，其他的微粒，比如二氧化硅或锆，同样具有使得α-突触核蛋白纤维伸长的作用。

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。

随着研究的不断推进，微塑料和纳米塑料带来的危害也越来越明晰——不再只是在人体内发现其存在，而是会真实地诱导疾病的发生。