《Frontiers in Toxicology》:Microplastics amplify the pro-inflammatory response to fungal mycelial fragments and spores in neutrophil-like cells
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本文首次揭示高密度聚乙烯(HDPE)微塑料与烟曲霉(Aspergillus fumigatus)菌丝片段(AFM)或孢子(AFS)混合暴露可差异化激活中性粒细胞样细胞(dHL-60)的促炎反应。研究发现HDPE-AFM混合物显著诱导IL-6和IL-8释放,且IL-8分泌呈剂量依赖性增强,而HDPE-AFS仅触发IL-6反应。值得注意的是,微塑料剂量增加反而抑制IL-6水平,提示免疫调节紊乱。实验剂量未引起细胞急性毒性,且TLR2/TLR4-NF-κB通路未激活,表明炎症信号可能通过Dectin-1等其他先天免疫通路传导。本研究为复杂环境污染物混合暴露的免疫风险评估提供了关键分子证据。
背景
微塑料污染作为全球环境危机,其与真菌颗粒(如菌丝片段或孢子)的混合暴露常见于职业环境或室内霉变场所。然而,此类混合暴露的免疫毒性机制尚不明确。本研究首次探讨HDPE微塑料与烟曲霉菌丝片段或孢子混合对人中性粒细胞样细胞的免疫毒性效应。
材料与方法
实验采用分化HL-60中性粒细胞样细胞(dHL-60),暴露于0–100 μg/mL HDPE微塑料与106个热灭活菌丝片段(AFM)或孢子(AFS)的混合物24小时。通过场发射扫描电镜(FESEM)表征颗粒形貌,阿尔玛蓝检测细胞活性,ELISA分析IL-6和IL-8分泌水平,并利用HEK293-TLR报告细胞评估TLR2/TLR4-NF-κB通路激活情况。
结果
- 1.
颗粒特性:HDPE颗粒中位流体动力学直径为2.7 μm,与真菌颗粒混合后形成异质复合物。
- 2.
细胞活性:所有暴露组均未出现显著细胞毒性,证实实验剂量在急性暴露下安全性。
- 3.
TLR通路:HDPE、AFM、AFS及其混合物均未激活TLR2或TLR4,提示炎症反应不依赖该通路。
- 4.
促炎因子:
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HDPE-AFM混合物诱导IL-6和IL-8显著释放,且IL-8分泌随HDPE剂量(1–100 μg/mL)增加而升高。
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HDPE-AFS仅引起IL-6释放,且随HDPE剂量增加而下降。
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菌丝片段单独或混合暴露的促炎效应强于孢子,凸显形态学差异的重要性。
讨论
菌丝片段因缺乏疏水蛋白保护层,更易被模式识别受体(如Dectin-1)识别,导致强烈炎症反应。微塑料可能通过吸附细胞因子(如IL-6)或干扰免疫信号传导,呈现双向调节作用。研究结果强调复杂环境混合物风险评估需结合污染物形态与相互作用,而非单一组分毒性叠加。
结论
真菌颗粒(尤其菌丝片段)是混合暴露中免疫反应的主要驱动因子。微塑料本身免疫毒性较弱,但与真菌片段协同可显著放大促炎效应。当前基于孢子监测的风险评估体系可能低估菌丝片段的健康威胁,需在环境健康政策中纳入形态学特异性分析。