微塑料（MPs）带来的环境污染及对人类健康的不利影响正引起社会广泛关注。塑料微粒指直径小于5毫米的塑料颗粒，它们主要来源于塑料制品的分解、微纤维的释放以及微塑料颗粒的加工等过程。这些微小的颗粒被发现在海洋、淡水、土壤和空气中，对生态系统和生命体都造成了不可忽视的影响。国际上已有超过100项研究成果聚焦于海洋动物模型，发现微塑料可能在特定组织或器官中积累并造成损害。然而，微塑料暴露的有害影响是否仅限于特定器官或组织，抑或是在整个生物体的层面产生系统性的威胁，例如影响寿命长短等，仍是未解的问题。黑腹果蝇，因其行为多样、基因保守、生命周期短等优势，成为回答上述问题的理想动物模型。
7月18日，中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）脑认知与脑疾病研究所/深港脑科学创新研究院刘畅研究员团队与李蕾研究员团队合作，在Zoological Research上发表了题为“Microplastic exposure disturbs sleep structure, reduces lifespan, and decreases ovary size in Drosophila melanogaster”的研究论文，并当选封面文章。
Zoological Research 文章封面
研究团队利用陆生动物黑腹果蝇为模型，对脑、肠以及卵巢这几种组织器官进行系统比较，并结合行为学与转录组分析等，发现饮食摄入微塑料会导致睡眠结构紊乱、寿命缩短以及生殖力损害，并表征了其对多条信号通路的基因毒性影响。
文章上线截图
在本研究中，研究团队利用陆生动物模型黑腹果蝇（Drosophila melanogaster），研究饮食摄入1-5微米微塑料的系统性影响及其分子机制。结果发现微塑料的摄入可导致肠道损伤；短期微塑料暴露足以引起白天睡眠片段时长增加，睡眠结构受到干扰；终生暴露于微塑料会导致果蝇的寿命显著缩短；除了个体健康，在繁衍能力上，其暴露导致卵巢体积缩小及雌蝇产卵率的下降趋势。
微塑料暴露系统影响果蝇健康的示意图
尽管暴露后的大脑及卵巢内并未观察到微塑料的存在，但脑组织及卵巢组织转录组分析表明其基因表达受到干扰，具体包括：在大脑中，微塑料暴露引起蛋白水解和碳水化合物代谢过程相关基因通路的改变；在卵巢中，微塑料暴露诱导了与炎性反应、昼夜节律调节及代谢过程相关的基因毒性效应。该研究表明微塑料暴露的影响不仅仅局限于特定器官组织，而是系统性的影响了生物体的健康，包括了寿命、睡眠和生殖力，并从转录水平提供了对器官/组织损伤与系统功能之间联系的分子机制的深入洞察。
深圳先进院刘畅团队助理研究员闫薇和李蕾团队研究生（已毕业）李子杰为文章共同第一作者，刘畅研究员和李蕾研究员为文章的共同通讯作者。该研究得到了“一带一路”国际科学组织联盟（ANSO）、国家自然科学基金委、广东省基础与应用基础研究基金委、深圳市科技创新委员会等项目资助。
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