综述：微塑料的生殖毒性和跨代效应：来自实验模型的证据及其背后的表观遗传机制

《Reproductive Toxicology》：Reproductive toxicity and transgenerational effects of microplastics: evidence from experimental models and underlying epigenetic mechanisms

邱书瑶|赵水阳|刁海昌|彭圆圆|孔德远|刘婷婷

东南大学公共卫生学院，中大医院，数字医学工程国家重点实验室，生命与健康高级研究院，南京21009，中国

摘要

微塑料和纳米塑料（MNPs）是新兴的环境污染物，其分布广泛，对生殖健康的影响日益受到关注。最近在人类卵泡液和精液中检测到MNPs，表明这些颗粒可以进入生殖微环境，并干扰女性和男性的配子生成和生殖功能。本文在总结MNPs对男性和女性生殖系统的毒性作用的基础上，重点探讨了它们对后代及后续几代的潜在影响。现有证据表明，MNPs通过破坏配子生成、内分泌调节、线粒体活性以及生殖组织稳态来损害男性和女性的生殖功能。动物研究进一步显示，父母暴露于MNPs会对未暴露的后代产生不利影响，导致生长和发育、生殖能力、代谢稳态、神经行为、免疫调节及多器官功能的持续异常。从机制上看，异常的DNA甲基化、组蛋白修饰改变以及非编码RNA（包括miRNAs、tsRNAs和rsRNAs）的失调被认为是MNPs造成代际和跨代毒性的主要表观遗传机制。综上所述，这些发现表明MNPs不仅会损害暴露个体的生殖功能，还可能通过生殖细胞系的表观遗传重编程对后代健康产生长期影响。需要进一步在哺乳动物模型和人类群体中进行研究，以明确跨代传递的真实模式及其潜在的分子机制，从而更好地评估MNPs暴露相关的生殖和发育风险。

引言

自19世纪以来，塑料被广泛使用[1]。随着生产和消费的迅速增加，塑料污染已成为一个全球性重大问题[2]。微塑料（MPs）是指直径小于5毫米的塑料颗粒和碎片[3]；直径小于1微米的颗粒被称为纳米塑料（NPs）[4]。MNPs主要来源于塑料废物在物理、化学和生物作用下的老化和降解[5]。这些颗粒在环境中长期存在，由于不溶性和抗降解性，容易渗透到生态系统中[6]。微塑料污染在水生、陆地和大气环境中普遍存在，常见的类型包括聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚四氟乙烯（PTFE）和聚丙烯（PP）[7]。除了塑料本身，MNPs中的各种化学添加剂（如增塑剂和抗氧化剂，如邻苯二甲酸酯（DEHP）和双酚A（BPA））也可能通过饮食进入人体，从而带来潜在的健康风险[8]。

MNPs通过摄入、吸入和皮肤接触进入人体，其中摄入是主要途径[9]。目前对人类暴露于MNPs的程度尚未得到充分量化。据估计，一个人每周可能从多种来源摄入约0.1-5克的MNPs[10]。已在多种人体样本中检测到MNPs，包括血液[11]、尿液[12]、粪便[13]、痰液[14]和母乳[15]。此外，MNPs在多个器官系统（如肺部[16]、结肠[17]和子宫[18]）中的积累已被证明会导致一系列毒性效应。

越来越多的研究在男性和女性的生殖组织及生物样本中检测到MNPs，包括睾丸、阴茎、精子、子宫和卵巢[19][20]，这表明这些颗粒可以进入生殖系统。此外，最近还在人类胎盘[21]和胎粪[22]中发现了MNPs，凸显了MNPs对未来几代人潜在的长期健康影响。现有证据表明，MNPs暴露可能导致后代的跨代毒性[23][24]。

尽管最近的一些综述系统地总结了MNPs对男性和女性生殖系统的直接毒性作用[25][26]，但尚缺乏关于这些损伤如何转化为后代表型异常的综合性机制理解。本文简要概述了由于MNPs暴露导致的父母生殖系统改变，整合了来自多个动物模型的最新证据，系统地探讨了表型传递的模式、后代的性别特异性易感性以及可能介导这些效应的表观遗传机制。

章节片段

文献检索策略

相关研究来自PubMed、Web of Science和Scopus数据库，检索时间截至2026年4月。文献检索围绕本综述的主题进行，使用了与微塑料/纳米塑料、生殖毒性、男性生殖、女性生殖、精子生成、卵巢功能、胎盘、后代、跨代/多代效应和表观遗传机制相关的术语组合。

MNPs对男性生殖健康的影响

MNPs的长期污染趋势与男性不育率的上升密切相关[27]。一项最新研究在6个睾丸样本和30个精液样本中检测到了MNPs[28]。另一项分析113名男性精液和尿液样本的研究进一步表明，MNPs暴露与精子数量、精子浓度和活动力的下降之间存在显著关联[29]。这些人类数据建立了MNPs暴露与生殖功能受损之间的流行病学联系。

MNPs对女性生殖健康的影响

人类研究在卵巢和卵泡液中检测到了MNPs，表明MNPs可以直接进入卵子发育所需的微环境[63][64]。在大鼠中，MNPs暴露通过进入颗粒细胞并激活Wnt/β-连环蛋白通路，从而促进颗粒细胞凋亡和卵巢纤维化[65]。在小鼠中，MNPs暴露还通过抑制PI3K-AKT信号通路进一步损害卵巢储备[66]并干扰...

MNPs的表观遗传效应及潜在的跨代效应

如上所述，MNPs暴露可导致女性和男性生殖系统的结构和功能显著受损。更令人担忧的是，这些毒性效应是否可能超出暴露个体本身，对后代甚至后续几代人构成潜在风险，这一问题近年来受到了越来越多的关注。由于配子生成涉及广泛的表观遗传重塑，MNPs引起的...

局限性与未来展望

本综述的核心目的是总结父母MNPs暴露对后代及后续几代人不良健康影响的现有证据。特别强调了不同动物模型中观察到的跨代毒性表型，以及潜在的表观遗传机制。现有证据表明，MNPs的危害不仅限于直接暴露的个体，还可能通过生殖途径影响后代。

结论

本综述表明，父母MNPs暴露的不良影响不仅限于直接暴露个体的生殖毒性，还可能影响后代甚至更远的世代，导致多个系统（包括生殖、代谢、神经、免疫和心血管系统）的持续异常。哺乳动物研究进一步强调了后代器官损伤的复杂性及其明显的性别差异。现有证据揭示了...

CRediT作者贡献声明

彭圆圆：撰写——审稿与编辑，概念构思。刁海昌：撰写——审稿与编辑。刘婷婷：撰写——审稿与编辑，初稿撰写，可视化，监督，研究设计，资金获取，概念构思。孔德远：撰写——审稿与编辑。赵水阳：撰写——审稿与编辑，项目管理，概念构思。邱书瑶：撰写——审稿与编辑，初稿撰写，项目管理，研究设计，数据收集。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（项目编号82371167）、江苏省自然科学基金（项目编号BK20240110）和江苏省双创团队（项目编号JSSCTD202409）的资助。