近日，昆明医科大学公共卫生学院副教授徐婕团队与首都医科大学教授陈瑞团队合作，在国际心血管领域顶级学术期刊《Circulation》在线发表题为“Microplastic Exposure Aggravates Cardiomyopathy Under Hemodynamic Stress Through the Gut-Heart Axis”的研究论文。该研究聚焦新型环境污染物双酚F（BPF）的心血管健康风险，首次阐明了其通过“高尔基体-线粒体轴”调控“肠-心”对话的致病新机制。研究发现，肠道微生物可将BPF转化为毒性代谢产物N-乙酰腐胺（NAP），后者能够破坏高尔基体与线粒体之间的功能互作，并穿透肠道屏障，最终诱发血流动力学压力下的心肌肥大。基于这一发现，研究团队进一步提出了“靶向肠道稳态以减轻环境污染物心血管毒性”的干预新策略，为相关疾病的早期防治提供了全新思路。
作为PM2.5与微塑料中的共同组分，双酚F（BPF）是双酚A的常见替代品。研究团队对健康人群队列尿液检测发现，BPF检出率达90.5%，暴露普遍，但其心血管毒性及机制尚不清楚。实验显示，在远低于现行安全阈值的剂量下，BPF虽未改变心脏整体形态，但使心肌细胞截面积增大、ANP表达升高；联合血管紧张素II模拟高血压时，低剂量BPF进一步升高血压并引发心脏功能衰退，提示心血管高危人群更为敏感。无菌小鼠及菌群移植模型证实，该心脏毒性高度依赖肠道菌群。机制上，BPF刺激肠道上皮分泌Sat1酶，经菌群（厚壁菌M10）转化为毒性代谢物N-乙酰腐胺（NAP）。NAP通过抑制转录因子Cebpβ/FoxQ1，下调Rasip1和Arf1/Pi4kb通路，阻碍高尔基体囊泡生成，导致线粒体异常融合，破坏肠黏膜屏障；NAP可穿过受损屏障入血，直达心肌，激活p53并抑制糖酵解，诱发心肌肥厚。BPF暴露使有益菌AKK丰度降低，补充AKK菌或其代谢物色醇可下调Sat1、阻断NAP生成，逆转损伤。临床队列亦显示，肠黏膜受损的IBD患者血清NAP升高、色醇降低，NAP与心肌损伤标志物相关。该研究运用多组学及替代毒理学技术，首次阐明BPF经高尔基体-线粒体轴调控“肠-心”对话的新机制，为塑料污染相关心血管损害防治提供新方向。
图 双酚F通过“肠-心轴”介导心肌损伤的机制图
该研究获得国家自然科学基金（杰出青年科学基金项目、重点项目及面上项目）、北京高等学校卓越青年科学家计划、青年北京学者、教育部学科突破先导项目、首都医学科学创新中心项目、中国科协青年人才托举工程，以及云南省基础研究计划、云南省科技厅昆明医科大学基础研究联合专项和云南省“兴滇英才支持计划”等资助。首都医科大学博士王晶与昆明医科大学副教授徐婕为论文共同第一作者，首都医科大学教授陈瑞、副教授孟庆涛为共同通讯作者。该合作体现了两校在环境健康与心血管交叉领域的协同创新，也是我校公共卫生与预防医学的重要突破。
