PMMA 微球的人源细胞摄取及其对 CREB 信号通路的影响

【Microplastics】Uptake and Cellular Effects of Polymethylmethacrylate on Human Cell Lines
聚甲基丙烯酸甲酯在人源细胞中的摄取情况及对细胞产生的影响

塑料及其降解产物广泛分布于环境中，可被生物体摄取，引起炎症、氧化应激、代谢紊乱等多种毒性反应。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）常用于骨科、牙科、接触镜、药物载体及护肤品，人体可通过多种途径接触。已有研究证实 PMMA 纳米颗粒可诱导细胞氧化应激，但对其细胞摄取过程、细胞效应、信号通路及影响因素尚无系统性研究。

肺、肾、肝脏是微塑料主要靶器官。CREB 调控细胞周期和长期记忆，其信号通路紊乱与神经退行性疾病密切相关，有研究假说提出微塑料可通过干扰 CREB 信号造成神经损伤。本研究利用共聚焦成像，观测 PMMA 颗粒在 HEK293、A549 和 MRC-5 细胞内的摄取情况，探究其对细胞生长及 CREB 通路的影响。

作者单位：德国弗劳恩霍夫细胞治疗与免疫学研究所

发表期刊：Microplastics（MDPI）

发表年份：2024 年

研究对象：HEK293、A549 和 MRC-5 人源细胞

材料：德国 PolyAn PMMA 荧光微球

本研究选取 HEK293 人胚肾细胞、A549 人肺腺癌上皮细胞以及 MRC-5 胚肺成纤维细胞 3 种人源细胞，与不同浓度的德国 PolyAn 羧基修饰荧光 PMMA 微球（含 165 nm 和 2 μm 粒径），孵育 72 h，通过细胞计数评估 PMMA 微球的短期细胞毒性。在共聚焦成像监测组，孵育 48 h 后，经多聚甲醛固定、Hoechst 核染色和 Con A-Alexa Fluor 594 细胞膜标记，进行胞内定位和聚集特征观察。同时在 HEK293 细胞中开展报告基因转染实验，PMMA 预处理 HEK293 细胞 72 h 后，转染 CMV-MGFP（阳性对照）、CRE-MGFP（CREB 通路报告质粒）、TATA-MGFP（阴性对照），并使用 Forskolin+IBMX 激活 cAMP-CREB 信号通路，以荧光显微镜连续检测荧光信号强度。

结果如图 1 所示，三种细胞均可通过胞吞作用摄取 PMMA 微/纳米颗粒，颗粒分布于细胞质，未进入细胞核，最终定位于溶酶体；纳米 PMMA 在培养基中聚集，实测粒径约 0.5-0.7 μm；2 μm PMMA 无明显聚集；颗粒粒径越大，细胞摄取数量越少。结果说明，PolyAn 荧光微球能作为稳定细胞摄取示踪工具，用于纳米颗粒与细胞互作研究。

图1：PolyAn PMMA 荧光微球在 HEK293、A549 和 MRC-5 细胞中的摄取情况。绿色表示 PMMA 微球信号，橙色表示 Con A 标记细胞膜，蓝色表示细胞核。

研究证实多种人体靶器官来源细胞可摄取 PMMA 微纳米颗粒，明确其经胞吞-溶酶体的胞内转运路径，补充了 PMMA 微塑料在细胞层面的毒理数据。上述结果提示环境老化、生物介质中蛋白吸附会改变 PMMA 纳米颗粒聚集行为，对 PMMA 药物递送系统开发、微塑料毒理学体外模型构建具有参考价值。

原文链接：https://doi.org/10.3390/microplastics3020012

德国 PolyAn 是一家纳米科技公司，专注于采用表面分子工程（Molecular Surface Engineering，MSE）进行表面修饰，包括修饰载玻片与修饰微孔板。

如：环氧基载玻片、氨基载玻片、醛基载玻片、马来酰亚胺基载玻片、N-羟基琥珀酰亚胺基载玻片、羧基载玻片、对苯基二异硫氰酸酯基载玻片、叠氮基载玻片、巯基载玻片、链霉亲和素修饰载玻片、中性亲和素修饰载玻片，用于生物样品分子固定以及 ELISA 实验。

PolyAn 也提供单分散 PMMA（polymethyl methacrylate）荧光微球（微珠），可用于多重微球分析，流式细胞仪校准和荧光成像系统校准。

环亚生物科技（APG BIO）作为德国PolyAn公司中国区代理，为客户提供各种表面修饰的载玻片、盖玻片、微孔板以及荧光微球。