纳米塑料（NPs）定义为小于1微米的塑料颗粒，由于其在生态系统中的普遍存在，已成为一个重要的环境问题（Habumugisha等人，2025年）。这些微小颗粒主要来源于较大塑料废物的降解。塑料的化学稳定性和抗降解性使它们能够在环境中持续存在数百年（Thompson等人，2024年）。随着全球塑料废物的增加，NPs在海洋、土壤和空气环境中被广泛检测到，成为日益严重的生态威胁（Xu等人，2022年）。NPs来源于消费品（如去角质产品和清洁剂），以及较大塑料制品（如瓶子和渔网）的分解（Vega-Herrera等人，2023年）。此外，纺织品的合成纤维也显著增加了NPs污染，因为纤维在洗涤过程中会脱落（Spirito等人，2025年）。一旦释放到环境中，NPs会通过水、空气等介质传播，进一步放大其影响（Lei等人，2025年；Li等人，2023年）。NPs的持久性和广泛分布使它们成为一种具有高生物累积潜力的污染物（Hu等人，2022年）。NPs已在从水生生物到人类的各种生物体内被检测到，凸显了其普遍性（Thompson等人，2024年）。除了直接的物理效应外，NPs还可以作为有害化学物质的载体，加剧其对环境和生物的影响。NPs与镉离子（Cd²⁺）具有协同作用。即使在没有明显固有毒性的情况下，NPs也能增强Cd²⁺的肝毒性。这种协同作用通过激活炎症相关的caspase-1通路和Ca²⁺-线粒体caspase-3通路，分别引发更严重的细胞凋亡和焦亡（Li等人，2025年）。随着NPs污染的加剧，了解其致病机制对于制定有效的保护措施和治疗策略至关重要。
在人体组织（包括胆囊和胎盘）中检测到NPs，表明其具有广泛的生物累积（Ma等人，2024年；Leslie等人，2022年）。特别是，在人类胆结石中发现了NPs，年轻患者中的浓度显著更高，这表明NPs可能通过与胆固醇相互作用形成胆固醇-纳米塑料聚集体而促进胆结石的形成（Zhang等人，2024年）。此外，NPs可以穿过生物屏障（如胎盘），对胎儿发育构成风险（Weingrill等人，2023年）。在动物模型中，NPs被证明会损害肠道屏障功能，导致炎症和有害物质（如脂多糖）在体内的循环增加（Liang等人，2024a）。这些发现强调了迫切需要研究NPs在人体器官中的累积机制及其可能导致长期健康影响（包括肾脏损伤、发育障碍和其他系统性疾病）。
NPs还被证明会在大脑中累积，造成显著的神经损伤。研究表明，微塑料和纳米塑料都能穿过血脑屏障（BBB）并在脑组织中积累，尤其是在对学习和记忆至关重要的海马区（Kopatz等人，2023年；Nihart等人，2025年）。聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）可通过诱导神经炎症和降低突触蛋白水平来损害海马依赖的学习和记忆功能。这些颗粒主要影响神经元活动和突触可塑性，这对认知功能至关重要（Lee等人，2022年）。此外，PS-NPs还可以破坏BBB，增加其通透性，使NPs更容易进入大脑，从而加剧其神经毒性（Kopatz等人，2023年）。这些颗粒在海马等区域的累积与认知缺陷和神经元基因表达改变有关，这些变化与神经退行性疾病（如痴呆症）相关（Nihart等人，2025年）。尽管NPs引发神经损伤的机制仍在研究中，但它们突破BBB并引发全身炎症的能力带来了严重的健康风险。因此，迫切需要对NPs对中枢神经系统的影响进行系统研究。此外，尚需阐明不同类型的NPs是否具有共同的分子机制来解释其神经毒性。
在本研究中，我们使用扫描电子显微镜（SEM）、流体动力学直径测量和Zeta电位分析表征了五种类型的NPs，确认它们为均匀的球形颗粒（约200纳米），具有良好的水稳定性（Zeta电位范围为–30至–20毫伏），并能被SH-SY5Y细胞摄取。通过评估不同浓度的NPs对细胞存活率的影响，确定400微克/毫升为后续实验的最佳暴露剂量。随后对氧化应激指标（ROS）、线粒体膜电位（MMP）、乳酸脱氢酶（LDH）、丙二醛（MDA）、还原型谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）的检测，以及通过末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP Nick End标记（TUNEL）和5-乙炔基-2’-脱氧尿苷（EdU）检测方法评估细胞凋亡，结果表明NPs暴露会增加ROS水平，损害线粒体功能，诱导细胞凋亡，并改变SH-SY5Y细胞的增殖。对PE-NPs和PP-NPs暴露细胞的转录组测序，结合GO/KEGG富集分析和RT-qPCR、Western blotting及氨基酸含量检测的验证，揭示NPs破坏了氨基酸和低碳单位的代谢。总体而言，我们的发现证实NPs通过引发氧化应激、细胞凋亡和氨基酸代谢紊乱导致SH-SY5Y细胞损伤，为进一步研究NPs的健康风险和潜在的保护策略提供了关键见解。
