《Small》：Nanoplastics Impair GnRH Neuron Migration and Neuroendocrine Function: Emerging Players in the Pathogenesis of Reproductive Disorders
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本文揭示纳米塑料（NPs）通过非经典内吞途径进入GnRH神经元，干扰GnRH基因转录与激素分泌，并破坏细胞迁移能力。研究发现500 nm聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）可激活氧化应激反应，重塑细胞骨架与黏着斑动力学，其转录组学影响与青春期延迟疾病基因存在交叉。该研究为环境污染物通过基因-环境互作导致生殖障碍提供了分子层面新证据。
1 引言
塑料污染导致的纳米塑料（NPs）已成为威胁人类健康的新型环境污染物。聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）可穿透血脑屏障（BBB）并在大脑中富集，但其对生殖神经内分泌的影响尚不明确。哺乳动物生殖功能依赖于下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴的核心调控因子——促性腺激素释放激素（GnRH）神经元。GnRH神经元迁移或分泌异常会导致GnRH缺乏症（GD），临床表现为青春期延迟和不孕。目前约50%的GD病例无法用遗传因素解释，提示环境污染物可能通过干扰GnRH神经元发育相关基因表达参与疾病发生。
2 实验结果
2.1 PS-NPs通过非经典内吞途径进入GT1-7细胞并影响神经内分泌功能
采用成熟GnRH神经元模型GT1-7细胞发现，500 nm PS-NPs在50-200 μg/mL浓度范围内未表现细胞毒性。共聚焦显微镜和流式细胞术显示，PS-NPs在2小时内开始内化，24小时内持续积累。内吞机制研究表明，氯喹（chloroquine）可显著抑制PS-NPs摄取，而蔗糖（sucrose）、阿米洛利（amiloride）和辛伐他汀（simvastatin）无显著影响，证实其通过网格蛋白（clathrin）和小窝蛋白（caveolin）非依赖途径进入细胞。免疫染色与质谱分析表明，PS-NPs暴露24小时后，GT1-7细胞内GnRH肽含量下降，GnRH mRNA表达显著降低，分泌至培养基的GnRH激素量减少。
2.2 GN11细胞通过类似途径内化PS-NPs
在未成熟GnRH神经元模型GN11细胞中，500 nm PS-NPs在24小时暴露期内被有效内化，48小时高浓度（200 μg/mL）才引起细胞活力下降。内吞机制与GT1-7细胞一致，主要依赖氯喹敏感途径。值得注意的是，GN11细胞对长时间PS-NPs暴露更敏感。
2.3 PS-NPs通过细胞骨架重塑抑制GN11细胞迁移
PS-NPs暴露24小时诱导GN11细胞内活性氧（ROS）水平显著升高。划痕实验显示1 μg/mL和50 μg/mL PS-NPs均抑制细胞集体迁移，Transwell实验仅50 μg/mL浓度显著削弱趋化迁移。进一步机制研究表明，PS-NPs促进磷酸化桩蛋白（p-PXN）在细胞膜富集，增强F-肌动蛋白荧光强度，表明黏着斑组装和细胞骨架稳定性增加。有趣的是，50 nm PS-NPs虽可被细胞有效内化，却未影响迁移能力，提示颗粒尺寸是调控迁移效应的关键因素。
2.4 转录组分析揭示PS-NPs干扰GnRH神经元迁移与青春期启动关键调控因子
RNA测序发现PS-NPs处理的GN11细胞中有317个差异表达基因（DEGs），包括与GnRH神经元发育相关的Slit2、Lifr、Hes1，以及GD相关基因Sema7a和Dusp6。功能富集分析显示细胞分化、黏附和迁移通路显著改变。通过ToppGene筛选与GD基因集相关性最高的DEGs，发现HTR1B、NAV3、ALX4等基因与青春期启动全基因组关联研究（GWAS）数据重叠。此外，在GD患者外显子组数据中发现NPAS2基因罕见错义变异（p.R315W和p.V124I），生物信息学分析提示其可能通过影响昼夜节律调控参与生殖轴发育。
3 讨论与结论
本研究首次系统阐明PS-NPs通过干扰GnRH神经元迁移与激素分泌双重途径破坏生殖神经内分泌功能。500 nm PS-NPs诱导的氧化应激与细胞骨架重构是迁移缺陷的核心机制，而转录组变化进一步印证其对生殖相关基因网络的广泛影响。NPAS2等新型候选基因的发现为环境-基因互作导致生殖障碍提供了分子依据。随着全球塑料污染加剧，NPs作为新型内分泌干扰物的健康风险亟待重视，本研究为阐明环境因素导致的不孕症机制提供了重要实验证据。
