Wei Cheng et al.研究者們使用了體外和體內(nèi)實驗來探討低劑量微塑料的影響。體外實驗中，他們制備了經(jīng)過人工消化液處理的聚丙烯（PP）微塑料，并使用人類胚胎干細胞衍生的肝類器官（LOs）和心類器官（COs）來模擬肝臟和心臟的反應。為了研究肝臟和心臟之間的相互作用，他們設計了一種微流控芯片，包含單獨的肝單元和心單元，以及連接兩者的聯(lián)合肝心單元。體內(nèi)實驗中，研究者們對6周齡的雄性Balb/c小鼠進行了28天的口服攝入研究，通過飲水方式給予PP和老化PP（aPPs）。

(一)本文的創(chuàng)新性：

1.1 研究視角新穎

- 關注低劑量效應：以往研究多集中于高劑量微塑料對生物體的影響，而本文創(chuàng)新性地聚焦于低劑量、經(jīng)過老化處理的微/納米塑料混合物對機體的影響，尤其是其誘導的心臟肥大和還原應激現(xiàn)象。這種低劑量效應研究更貼近人類實際暴露情況，為評估微塑料在真實環(huán)境中的健康風險提供了更準確的依據(jù)，該領域研究的空白。

- 提出還原應激機制：提出微塑料暴露可引發(fā)還原應激這一新的毒理學機制。與傳統(tǒng)的氧化應激研究不同，本研究發(fā)現(xiàn)微塑料能導致細胞內(nèi)還原當量過多，進而引起一系列不良生理反應，如心臟肥大等，為理解微塑料的毒性作用開辟了新的思路。

1.2 方法創(chuàng)新

- 構建肝心類器官芯片：創(chuàng)新性地開發(fā)并應用了肝心類器官芯片這一先進的體外模型。該模型能夠同時模擬肝臟和心臟的生理功能，并研究兩者之間的相互作用，克服了傳統(tǒng)二維細胞培養(yǎng)模型的局限性，更準確地反映了體內(nèi)的復雜生理環(huán)境和器官間的通信機制，為研究微塑料對多器官的影響提供了新的有力工具。

- 多維度檢測手段：結合了多種先進的檢測技術，如掃描電子顯微鏡（SEM）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）、實時熒光定量PCR、免疫熒光染色等，從細胞形態(tài)、生理功能、基因表達、蛋白水平等多個維度對微塑料的毒性效應進行了全面、深入的分析，使研究結果更加全面、可靠。

1.3 研究內(nèi)容深入

- 深入探討肝心串擾機制：不僅觀察到微塑料對肝臟和心臟的獨立影響，還深入研究了肝臟和心臟之間的相互作用機制，特別是肝臟在微塑料暴露下分泌FGF21對心臟的影響。通過一系列體內(nèi)外實驗，明確了FGF21在微塑料誘導的心臟肥大和還原應激中的關鍵作用，揭示了肝心串擾在微塑料毒性中的重要地位，為后續(xù)的相關研究提供了方向。

1.3 環(huán)境模擬與實際應用價值

- 模擬真實暴露情況：通過對塑料顆粒進行紫外線老化和人工消化液處理，制備出更貼近人類實際暴露的微/納米塑料混合物，提高了研究的生態(tài)毒理學相關性和實際應用價值，使研究結果更具有外推性和現(xiàn)實意義，為制定微塑料污染的防控策略提供了更科學的依據(jù)。

（二）該期刊錄用這篇文章的原因可能有以下幾點：

2.1 研究主題的熱點與重要性：微塑料污染是當前全球關注的環(huán)境熱點問題，其對人類健康的潛在威脅尚未明確，具有重要的研究價值和社會意義。本文圍繞這一熱點問題展開深入研究，有助于推動對微塑料毒理學機制的理解，為環(huán)境保護和公共健康提供科學支持，符合期刊關注環(huán)境危害材料及相關研究的定位。

2.2 創(chuàng)新性與科學貢獻：如前文所述，原作者在研究視角、方法和內(nèi)容上均具有顯著的創(chuàng)新性，為微塑料毒理學研究領域帶來了新的發(fā)現(xiàn)和見解。這種創(chuàng)新性有助于推動學科的發(fā)展，為其他研究者提供新的思路和方法，是期刊所看重的重要因素之一。

2.3 方法的先進性與可靠性：原作者文中采用的肝心類器官芯片技術和多種先進的檢測手段，體現(xiàn)了研究方法的前沿性和科學性。這些方法能夠更準確地模擬體內(nèi)環(huán)境和檢測微塑料的毒性效應，使研究結果更具可信度和說服力，增加了文章的學術價值和錄用機會。

2.4 研究結果的實際意義：研究結果不僅揭示了微塑料對心臟和肝臟的不良影響，還為評估微塑料在真實環(huán)境中的健康風險提供了重要數(shù)據(jù)和依據(jù)。這對于制定相關的環(huán)境標準、風險評估策略和污染防控措施具有重要的實際指導意義，符合期刊致力于發(fā)表具有實際應用價值的環(huán)境科學研究的宗旨。

（三）公衛(wèi)預防環(huán)境毒理科研如何致敬和學習原文作者？

3.1 成熟儀器設備，操作簡便，不用另外設計驗證制造

Kirkstall Quasi Vivo (類器官3D串聯(lián)芯片培養(yǎng)儀)能夠模擬人體內(nèi)生理環(huán)境crosstalk，芯片底部有特殊的微流道設計，針對不同的器官，可以設置提供相應的培養(yǎng)條件，提供精準的培養(yǎng)和分化環(huán)境。它能同時培養(yǎng)多種不同的類器官，通過微流控串聯(lián)在一起，進行多器官串聯(lián)培養(yǎng)研究。

Kirkstall 的 Quasi Vivo® 類器官串聯(lián)多器官芯片培養(yǎng)系統(tǒng)是一種先進的微生理系統(tǒng)，可模擬生物力學和濃度梯度，用于研究多種生理過程。其用戶包括全球多個著名大學實驗室。

3.2 原文作者的局限性及下一步科研前進方向：

3.2.1模型和實驗方法的局限性

- 類器官模型的局限性：盡管肝心類器官芯片在模擬人體器官相互作用方面具有優(yōu)勢，但類器官模型仍然不能全部等同于真實的人體器官。類器官的結構和功能相對簡單，無法復制人體內(nèi)復雜的生理環(huán)境和器官間的相互作用。例如，類器官模型可能缺乏一些重要的細胞類型和組織結構，如肝臟中的庫普弗細胞、內(nèi)皮細胞等，以及心臟中的神經(jīng)支配和血管網(wǎng)絡等，這可能會影響研究結果的準確性和外推性。

- 實驗動物的局限性：體內(nèi)實驗使用的是6周齡的雄性Balb/c小鼠，其生理特點和代謝方式與人類存在差異，這可能會限制研究結果在人類中的適用性。此外，實驗僅觀察了28天的暴露效應，對于長期暴露于微塑料對機體的慢性影響研究可能不足。

- 檢測方法的局限性：在評估心臟損傷和信號通路方面，主要采用了ELISA和免疫熒光染色等方法，而沒有使用蛋白質(zhì)印跡（Western blot）等更精確的技術來測定相關蛋白的表達水平。這可能會影響對信號通路調(diào)控機制的深入理解。

3.2.2 研究范圍和深度的局限性

- 微塑料種類和來源的局限性：研究主要關注了來源于塑料瓶蓋的聚丙烯（PP）微塑料，而實際環(huán)境中存在多種類型的微塑料，如聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）等，不同種類的微塑料可能具有不同的毒理學特性。因此，本研究的結果可能無法代表所有微塑料對人體的影響。

- 暴露途徑和劑量的局限性：雖然研究模擬了微塑料經(jīng)過老化和消化后的形式，但實際人體暴露于微塑料的途徑和劑量可能是復雜多樣的。除了通過飲水暴露外，人類還可能通過食物、空氣等途徑攝入微塑料【例如Kirkstall Quasi Vivo (類器官3D串聯(lián)芯片培養(yǎng)儀)配有液體氣溶膠發(fā)生器，干粉氣溶膠發(fā)生器，香煙發(fā)生器，PM2.5發(fā)生器，可以行霧化吸入暴露染毒】，且不同個體的暴露劑量和頻率也存在差異。本研究的暴露條件可能無涵蓋所有現(xiàn)實情況。

- 機制研究的局限性：盡管研究揭示了微塑料誘導心臟肥大和還原應激的部分機制，但對于具體的分子生物學機制仍需進一步深入探究。例如，F(xiàn)GF21在微塑料誘導的心臟毒性中的具體信號通路和作用靶點尚未明確，對于還原應激與氧化應激之間的平衡調(diào)節(jié)機制也需更深入的研究。

3.2.3 數(shù)據(jù)和分析的局限性

- 樣本量較小：體內(nèi)實驗中每組僅使用了6只小鼠，樣本量相對較小，這可能會影響研究結果的統(tǒng)計學效力和可靠性。小樣本量可能導致實驗結果的偶然性和誤差較大，難以充分代表整體情況。

- 數(shù)據(jù)分析的局限性：研究主要通過比較不同組間的均值和標準誤來進行數(shù)據(jù)分析，可能忽略了個體間的差異和數(shù)據(jù)的分布特征。此外，對于多組間的比較，未采用更復雜的統(tǒng)計模型來綜合分析數(shù)據(jù)，可能會影響對實驗結果的全面理解和解釋。

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