研究进展丨南方医科大学黄振烈团队携手环特生物，发表多篇环境新污染物暴露与健康效应的高质量研究论文

编者按

 随着美丽中国建设的深入推进，我国生态环境保护工作正在从“雾霾”“黑臭”等感官指标治理，向具有长期性、隐蔽性危害的新污染物治理阶段发展。以微纳塑料为代表的新污染物暴露和健康风险评估成为新的国际前沿研究热点。

近期，南方医科大学黄振烈教授研究团队携手环特生物，利用斑马鱼模式生物，围绕微纳塑料、防晒剂、杀菌剂等新污染物联合暴露的健康效应，发表了多篇高质量研究论文，系统阐述了这些新污染物的暴露可能对生态环境和人类健康的危害。

01、解析纳米塑料与化妆品中防晒剂胡莫柳酯协同诱发雌激素效应的新机制

文章题目

Combined Effects of Polystyrene Nanosphere and Homosolate Exposures on Estrogenic End Points in MCF-7 Cells and Zebrafish

杂志：Environmental Health Perspectives（IF=10.5）

发表时间：2024年2月

JCR分区：Q1

作者：叶嵘义、李智明、冼鸿仪、钟怡洲、梁博萱、黄煜基、戴明珠、郭杰、陈达、杨杏芬、黄振烈等

单位：南方医科大学公共卫生学院、基础医学院；国家药监局化妆品安全评价重点实验室；广东省热带病研究重点实验室；暨南大学环境学院、广东省环境污染与健康重点实验室；杭州环特生物科技股份有限公司等

文章主题：

化妆品中塑料微珠与防晒剂、防腐剂等化合物成分共存，引起了消费者对其潜在协同效应对人类健康风险的担忧。

近期，南方医科大学国家药监局化妆品安全评价重点实验室所在的公共卫生学院黄振烈教授团队联合环特生物发布了最新研究，强调了微塑料和外源性化合物联合作用的重要性，为评估化妆品中塑料微珠与防晒剂、防腐剂等化合物成分协同诱发雌激素作用提供新见解，并为完善化妆品安全评价体系提供科学依据。

研究分别采用MCF-7细胞和斑马鱼评估纳米塑料颗粒（NPs）与防晒剂胡莫柳酯（HMS）在单独或联合作用时的类雌激素效应及其潜在机制。

体外细胞实验表明，NPs与HMS对MCF-7的细胞增殖存在协同作用，提示NPs加剧HMS的类雌激素效应；机制探讨发现NPs与HMS联合暴露通过激活MCF-7细胞的雌激素受体α（ERα），上调血清和糖皮质激素调节激酶1（SGK1）的表达，促进MCF-7细胞增殖，诱发更强的类雌激素效应。

斑马鱼实验表明，NPs促进卵巢和精巢对HMS的吸收；NPs与HMS联合暴露对斑马鱼的生殖毒性呈现性别差异（图1）：在雌鱼，HMS与NPs联合暴露上调类固醇激素合成相关基因的表达，导致内源性雌激素（E₂）释放增多，促进卵泡成熟；在雄鱼，HMS与NPs联合暴露降低睾酮（T）、E₂相关基因的表达， 减少T和E₂释放，抑制雄鱼精子生成。此外，HMS与NPs联合暴露降低F1代胚胎孵化率，增加F1代胚胎死亡率、畸形率。

图1 聚苯乙烯纳米微球和胡莫柳酯联合暴露对斑马鱼下丘脑-垂体-性腺-肝脏轴影响机制

02、从摇篮到坟墓：4-甲基苄基樟脑和纳米塑料联合暴露致成年斑马鱼神经系统和生殖系统的性别特异性破坏

文章题目

From cradle to grave: Deciphering sex-specific disruptions of the nervous and reproductive systems through interactions of 4-methylbenzylidene camphor and nanoplastics in adult zebrafish

杂志：Journal of Hazardous Materials（IF=13.6）

发表时间：2024年4月

JCR分区：Q1

作者：冼鸿仪、李智明、叶嵘义、钟怡洲、梁博萱、黄煜基、郭杰、陈达、杨杏芬、黄振烈等

单位：南方医科大学公共卫生学院；国家药监局化妆品安全评价重点实验室；广东省热带病研究重点实验室；杭州环特生物科技股份有限公司；浙江警察学院；暨南大学环境学院、广东省环境污染与健康重点实验室；深圳市疾病预防控制中心等

文章主题：

4-MBC是一种重要的紫外线过滤剂，在抗衰面霜、人体乳液与防晒霜中广泛使用，目前各类环境介质包括环境水体、室内积尘、食物甚至人体生物样本（尿液、母乳）中均已检出4-MBC。纳米塑料目前也作为微珠广泛应用在个人护理用品与化妆品（PCCPs）中。作为PCCPs的共存成分，在日常使用过程中会通过洗浴排放到环境中。同时，由于纳米塑料可以作为载体直接吸附环境中污染物进入生物体内，带来严重的健康风险。目前，国内外关于4-MBC与PS-NPs的相互作用已有部分报道，但关于4-MBC与PS-NPs的联合毒性研究的研究还较少，特别是关于联合暴露于4-MBC和MNPs的组织特异性积累和潜在毒性仍然未知。

本研究选以4月龄斑马鱼为模型生物，通过21天慢性暴露实验探究环境真实浓度下4-甲基苄基樟脑（4-MBC）和聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs，50 nm）单一和联合胁迫对斑马鱼雌鱼与雄鱼神经系统和生殖系统毒性效应。结果表明，4-MBC倾向于在雌性斑马鱼大脑积累，而不在肝脏和卵巢中。而在雄性斑马鱼中肝脏、精巢和大脑4-MBC的积累程度一致。与PS-NPs联合暴露后，组织中4-MBC的积累程度进一步增加。

随后，基于RNA转录组学和蛋白质组学，以筛选大脑中差异表达基因与蛋白质。生物信息学分析表明，4-MBC与PS-NPs单独/联合暴露主要影响了神经元分化、神经元死亡和有性生殖相关的生物过程。因此，通过多级毒理学终点验证了神经毒性和生殖破坏。

具体来说，运动行为改变证明了神经毒性的效力，其中，PS-NPs加剧了4-MBC诱导雌性斑马鱼自闭症谱系障碍样症状，然而加剧了雄鱼帕金森样症状，这可能是由于神经元的死亡与大脑组织病理学改变引起的。雌鱼卵巢卵母细胞成熟和雄鱼精子发生的破坏，以及激素水平的改变证实了PS-NPs加剧了4-MBC暴露后的对雌鱼和雄鱼生殖系统的破坏。

本研究结果表明PS-NPs对4-MBC的毒性效应具有协同作用，促进4-MBC在大脑中的积累，并引起斑马鱼性别特异性的神经毒性和生殖破坏（图2）。

图2 PS-NPs对4-MBC的毒性效应具有协同作用

这些发现可为进一步的4-MBC与PS-NPs联合暴露机制研究和化妆品风险评估提供重要线索。

03、纳米塑料联合暴露对三氯生诱导的生殖毒性的影响及分子机制研究

文章题目

Gender-specific effects of polystyrene nanoplastic exposure on triclosan-induced reproductive toxicity in zebrafish (Danio rerio)

杂志：Science of The Total Environment（IF=9.8）

发表时间：2024年4月30日

JCR分区：Q1

作者：李智明、冼鸿仪、叶嵘义、钟怡洲、梁博萱、黄煜基、戴明珠、郭杰、汤书琴、黄振烈等

单位：南方医科大学公共卫生学院；国家药监局化妆品安全评价重点实验室；广东省热带病研究重点实验室；杭州环特生物科技股份有限公司；暨南大学环境学院；深圳市疾病预防控制中心；粤港澳污染物暴露与健康联合实验室；香港浸会大学生物系；南方医科大学珠江医院心血管外科等

文章主题：

塑料污染已成为全球性的环境和社会问题。此外，由于微米和纳米塑料颗粒（Microplastics and nanoplastics，MNPs）具有较大的比表面积，能吸附环境中的有机污染物或重金属等，并干扰化学物质的生物学效应。环境中MNPs与抗菌剂等化合物成分共存，引起了消费者对其潜在协同效应对人类健康风险的担忧。

南方医科大学国家药监局化妆品安全评价重点实验室所在的公共卫生学院黄振烈教授团队2024年4月30日在环境科学期刊《Science of The Total Environment》发表题为“Gender-specific effects of polystyrene nanoplastic exposure on triclosan-induced reproductive toxicity in zebrafish (Danio rerio)”的研究文章，探究聚苯乙烯纳米塑料颗粒（PS-NPs）对抗菌剂三氯生（TCS）诱导的生殖毒性的影响及其分子机制。

作者对NPs和外源性雌激素对成年斑马鱼生殖毒性的协同影响提供了新的见解。PS-NPs对斑马鱼TCS生物积累的影响具有性别和器官特异性。TCS和PS-NPs联合暴露会以性别特异性的方式破坏HPGL轴。在雄性中，TCS导致的类固醇激素生物合成受损被PS-NPs加剧。结果表明，PS-NPs加剧TCS诱导的精子发生抑制，可能与pck2-katnal1轴有关（图3）。

图3 PS-NPs和TCS联合暴露对斑马鱼生殖毒性影响机制

在雌性中，TCS导致的类固醇激素生物合成受损被PS-NPs缓解。结果表明，PS-NPs减弱TCS诱导的卵巢发育抑制，可能与aqp12-dctn2轴有关。

本研究结果强调了研究MNPs和外源性雌激素联合作用的重要性，并为该领域的进一步研究奠定了基础。

04、4-甲基苄基樟脑通过激活脑-肝-性腺轴雌激素受体引发雌激素效应

文章题目

4-Methylbenzylidene camphor triggers estrogenic effects via the brain-liver-gonad axis in zebrafish larvae

杂志：Environmental Pollution（IF=8.9）

发表时间：2023年6月

JCR分区：Q2

作者：冼鸿仪、李智明、叶嵘义、戴明珠、郭杰、杨杏芬、陈达、黄振烈等

单位：南方医科大学公共卫生学院；国家药监局化妆品安全评价重点实验室；广东省热带病研究重点实验室；杭州环特生物科技股份有限公司；广州大学大湾区环境研究院、珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室；暨南大学环境学院等

文章主题：

这篇论文研究了4-MBC（4-甲基苄基樟脑），一种广泛用于化妆品中的紫外线过滤剂，对斑马鱼幼虫的雌激素效应。研究发现，4-MBC能够通过激活脑-肝-性腺轴上的雌激素受体途径，引发雌激素效应，导致神经行为和肝脏的不良影响，包括活动能力下降、行为表型改变和脂质积累，为理解4-MBC的环境风险评估和潜在的人类健康影响提供了新的见解。

4-MBC在环境相关浓度下通过激活斑马鱼幼虫体内的雌激素受体途径，引发雌激素效应，导致内分泌紊乱、神经行为障碍和代谢异常。具体表现为，4-MBC上调了雌激素受体α（ERα）的表达，并通过与ERα的相互作用，增强了雌激素应答基因的表达，如卵黄蛋白原（VTG）的上调，以及在肝脏中引起脂质积累。

此外，4-MBC暴露还与乙酰胆碱酯酶（AChE）和乙酰胆碱（ACH）活性的紊乱有关，这可能是导致活动能力下降和神经表型改变的原因。研究结果强调了4-MBC作为一种新兴污染物，对水生生物特别是幼虫发育的潜在负面影响，为进一步的环境风险评估和监管提供了科学依据。

05、三氯生诱导内分泌紊乱：来自美国国家健康和营养检查调查以及斑马鱼模型的证据

文章题目

Insights into Triclosan-Induced Endocrine Disruption: Evidence from the National Health and Nutrition Examination Survey and Zebrafish Models

杂志：《Environment & Health》

发表时间：2024年4月

作者：李智明、冼鸿仪、任晓虎、叶嵘义、钟怡洲、黄煜基、梁博萱、邓艳红、戴明珠、郭杰、汤书琴、潘加亮、冯毓、白若冰、陈雪平、Sahoko Ichihara、Gaku Ichihara、陈达、杨杏芬、黄振烈

单位：南方医科大学公共卫生学院；深圳市疾病预防控制中心；杭州环特生物科技股份有限公司；暨南大学环境与气候学院；水中银（国际）生物科技有限公司；日本自治医科大学环境与预防医学系；日本东京理科大学职业和环境卫生系

文章主题：

三氯生（TCS）是一种在医疗保健和家庭领域广泛使用的抗菌化合物。在应对COVID-19大流行期间，全球消毒措施加重了TCS在环境介质中的污染程度。其在地表水中检测到的含量从ng/L到μg/L不等，对生态系统和公众健康构成了重大威胁。

一项中国华南地区研究报告了人体血液中TCS的暴露水平（中位浓度为1.69~3.89ng/mL）。此外，在中国清远市的产妇血清（0~92ng/mL）和羊水（0.39~0.89ng/mL）中也检测出TCS，这提示了人类在整个生命周期都有TCS暴露。TCS已经被发现具有肠道毒性和神经毒性等。相比于此，在环境相关浓度暴露水平下，其引起的内分泌干扰效应更受关注。但是，关于TCS对神经内分泌系统的影响及其潜在机制的研究相对较少。

本研究利用美国国家健康和营养检查调查（NHANES）数据库分析TCS与性激素的相关关系，并且利用斑马鱼模型进一步探讨TCS在环境相关浓度暴露水平引起内分泌干扰效应的潜在毒性机制，这对于评估TCS的健康风险以及生态风险至关重要，也为TCS等新环境污染物引起内分泌干扰效应的潜在机制提供见解。

本研究亮点总结：

该研究报道了三氯生诱导内分泌紊乱，从人群调查和实验室研究两方面探讨了三氯生导致的内分泌干扰效应，并为其潜在毒性机制提供了见解。另外，在成年斑马鱼发现三氯生对神经系统具有损伤作用，在未来应重视三氯生的长期暴露可能对人群的神经毒性。

图4 TCS对成年斑马鱼卵巢和精巢发育的影响

该研究提供了在人群和成年斑马鱼中TCS导致内分泌紊乱的证据。利用成年斑马鱼模型（图4），发现与TCS诱导的内分泌干扰有关的性别特异性代谢相关通路和信号通路。研究还发现斑马鱼暴露于TCS后，神经系统的受损与氧化应激有关。研究结果还表明神经系统损伤与内分泌紊乱之间存在联系。

本研究强调了环境暴露浓度水平的TCS对生态系统和公众健康的潜在风险，亟需对三氯生暴露在人类产生内分泌干扰效应的风险提高重视。另外，在成年斑马鱼发现TCS对神经系统具有损伤作用，在未来应重视TCS的长期暴露可能对人群的神经毒性。

作为健康美丽产业CRO服务开拓者与引领者、斑马鱼生物技术的全球领导者，环特生物搭建了“斑马鱼、类器官、哺乳动物、人体”四位一体的综合技术服务体系，开展健康美丽CRO服务、科研服务、智慧实验室搭建三大业务。目前，环特已建立200多种斑马鱼模型及脑类器官、心脏类器官及各种肿瘤类器官培养平台，欢迎有需要的读者垂询！