近日，我校生物化學與分子生物學學科暨煤炭環境致病與防治教育部重點實驗室解軍教授團隊在中國科學院1區top期刊《Journal of Hazardous Materials》（影響因子12.2）發表高水平論文。該論文題為“Microplastics induce human kidney development retardation through ATP-mediated glucose metabolism rewiring”，基礎醫學院生化教研室青年教師周冰蕊為論文第一作者，解軍教授擔任通訊作者。
微塑料污染逐漸演變成一個全球性的環境難題，給人類健康帶來了潛在威脅。大量研究表明，微塑料可能會對人體多個器官造成損害，涵蓋大腦、肝臟、腸道、卵巢以及腎臟等重要部位。盡管越來越多的證據顯示，成年人接觸微塑料存在健康風險，但微塑料對人類器官發育的潛在影響，在很大程度上仍是未知領域。腎臟作為人體負責凈化血液、排泄廢物并維持體內平衡的關鍵器官，極易受到環境污染物的侵害。
腎祖細胞（NPC）階段是早期腎臟發育的關鍵時期。孕期如果接觸毒素，很可能導致腎臟先天性異：蛻齬δ苷習Ｒ延醒芯勘礱，微塑料暴露會對成年動物的腎臟和腎細胞系產生腎毒性。然而，孕期微塑料暴露對腎臟發生過程的影響，至今尚無定論。雖然腎細胞系和小鼠模型常被用于微塑料毒理學研究，但這些模型無法精準展現人類腎臟的完整發育過程。因此，來源于人類多能干細胞的腎臟類器官，成為研究腎臟發育和評估發育毒理學的理想模型。
微塑料通過代謝重編程導致人腎臟發育受阻
本研究首次揭示了微塑料暴露導致的人類腎臟發育紊亂與代謝重編程之間的緊密聯系。研究結果顯示，微塑料會附著在腎小管上皮細胞（NPC）的膜上，進而引發氧化性DNA損傷。在微塑料暴露的情況下，腎臟器官樣結構明顯變小，近端和遠端腎小管數量減少。通過轉錄組學和中心碳代謝分析發現，NPC中的基因表達出現顯著變化，葡萄糖代謝也陷入紊亂狀態。具體表現為，糖酵解過程受到抑制，而三羧酸循環（TCA）活性增強，這意味著在NPC階段，人體對微塑料暴露產生了代謝重編程反應。糖酵解的減弱，致使經過微塑料處理的器官樣結構變。魴」芘帕幸渤魷忠斐。此外，本研究還深入闡明了微塑料引發腎臟毒性的內在機制，為潛在的人類風險評估提供了寶貴依據。研究中鑒定出的基因和代謝物，有望成為微塑料引起腎臟毒性的早期生物標志物和治療靶點。
（圖文/周冰蕊）
