微塑料（MPs）帶來的環境污染及對人類健康的不利影響正引起社會廣泛關注。塑料微粒指直徑小于5毫米的塑料顆粒，它們主要來源于塑料制品的分解、微纖維的釋放以及微塑料顆粒的加工等過程。這些微小的顆粒被發現在海洋、淡水、土壤和空氣中，對生態系統和生命體都造成了不可忽視的影響。國際上已有超過100項研究成果聚焦于海洋動物模型，發現微塑料可能在特定組織或器官中積累并造成損害。然而，微塑料暴露的有害影響是否僅限于特定器官或組織，抑或是在整個生物體的層面產生系統性的威脅，例如影響壽命長短等，仍是未解的問題。黑腹果蠅，因其行為多樣、基因保守、生命周期短等優勢，成為回答上述問題的理想動物模型。
7月18日，中國科學院深圳先進技術研究院（簡稱“深圳先進院”）腦認知與腦疾病研究所/深港腦科學創新研究院劉暢研究員團隊與李蕾研究員團隊合作，在Zoological Research上發表了題為“Microplastic exposure disturbs sleep structure, reduces lifespan, and decreases ovary size in Drosophila melanogaster”的研究論文，并當選封面文章。
Zoological Research?文章封面
研究團隊利用陸生動物黑腹果蠅為模型，對腦、腸以及卵巢這幾種組織器官進行系統比較，并結合行為學與轉錄組分析等，發現飲食攝入微塑料會導致睡眠結構紊亂、壽命縮短以及生殖力損害，并表征了其對多條信號通路的基因毒性影響。
文章上線截圖
在本研究中，研究團隊利用陸生動物模型黑腹果蠅（Drosophila melanogaster），研究飲食攝入1-5微米微塑料的系統性影響及其分子機制。結果發現微塑料的攝入可導致腸道損傷；短期微塑料暴露足以引起白天睡眠片段時長增加，睡眠結構受到干擾；終生暴露于微塑料會導致果蠅的壽命顯著縮短；除了個體健康，在繁衍能力上，其暴露導致卵巢體積縮小及雌蠅產卵率的下降趨勢。
微塑料暴露系統影響果蠅健康的示意圖
盡管暴露后的大腦及卵巢內并未觀察到微塑料的存在，但腦組織及卵巢組織轉錄組分析表明其基因表達受到干擾，具體包括：在大腦中，微塑料暴露引起蛋白水解和碳水化合物代謝過程相關基因通路的改變；在卵巢中，微塑料暴露誘導了與炎性反應、晝夜節律調節及代謝過程相關的基因毒性效應。該研究表明微塑料暴露的影響不僅僅局限于特定器官組織，而是系統性的影響了生物體的健康，包括了壽命、睡眠和生殖力，并從轉錄水平提供了對器官/組織損傷與系統功能之間聯系的分子機制的深入洞察。
深圳先進院劉暢團隊助理研究員閆薇和李蕾團隊研究生（已畢業）李子杰為文章共同第一作者，劉暢研究員和李蕾研究員為文章的共同通訊作者。該研究得到了“一帶一路”國際科學組織聯盟（ANSO）、國家自然科學基金委、廣東省基礎與應用基礎研究基金委、深圳市科技創新委員會等項目資助。
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