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在傳統(tǒng)“限塑令”難以突破石油基塑料污染困局的背景下，聚乳酸（PLA）——FDA 認證的醫(yī)用可降解材料，作為戰(zhàn)略替代材料的核心價值日益凸顯。

本研究通過多維度方法學整合（穩(wěn)定同位素示蹤-代謝流分析-宏基因組 / 蛋白質組-理論模擬），實現(xiàn)了從 PLA 微塑料降解分子機制（源頭）、碳循環(huán)網(wǎng)絡重構（過程）到代謝表型調控（終端）的全鏈條解析，完整繪制出生物可降解微塑料在哺乳動物體內的動態(tài)生物轉化圖譜。該研究對評估可降解材料或生物醫(yī)用材料的生物安全性具有重要價值，為理解外源顆粒對機體生命過程的影響提供了關鍵數(shù)據(jù)支持。

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在闡明降解機制的基礎上，團隊創(chuàng)新性構建穩(wěn)定同位素 13C 標記與代謝流示蹤聯(lián)用技術，成功突破內源代謝物-外源顆粒衍生物信號解耦的方法學瓶頸，首次揭示 PLA 微塑料可作為碳源進入腸道微生物及腸上皮的雙重“碳循環(huán)”（圖 1），并通過碳循環(huán)路徑整合至微生物-宿主共代謝網(wǎng)絡：在微生物層面，13C 標記的 PLA-MPs 經(jīng)乳酸、天冬氨酸等中間體進入嘌呤代謝軸，驅動腸道特征代謝物尿酸的生物合成（13C-PLA-MPs—13C-Lactate—13C-Aspartate—13C-Xanthine—13C-Urate）；而在腸上皮層面，13C-PLA-MPs 則通過琥珀酸代謝樞紐參與氨基酸及核苷酸前體的合成代謝。PLA-MPs 進入腸道碳循環(huán)的過程最終引發(fā)腸道內源代謝重編程，其通過降低短鏈脂肪酸生成、擾亂能量代謝穩(wěn)態(tài)及碳通量再分配，導致宿主攝食行為抑制與體重顯著下降。

IT之家 6 月 8 日消息，聚乳酸（PLA）是美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）認證的醫(yī)用可降解材料，目前已在食品包裝領域規(guī)?；瘧茫嬖谝环N隱患 —— 微塑料顆粒。

然而，PLA 雖已在食品包裝領域實現(xiàn)規(guī)模化應用，卻隱藏著潛在風險：其脆性特質使其更易生成微塑料顆粒。這些顆粒能夠高效入侵機體腸道系統(tǒng)，并在菌群-宿主界面觸發(fā)未知的生物轉化過程，影響其最終命運。因此，精準解析 PLA 微塑料在機體內的轉化圖譜對于評估其安全性至關重要。

在本工作中，研究團隊聚焦 PLA 微塑料（PLA-MPs）的體內轉化展開系統(tǒng)研究。通過空間功能分析，發(fā)現(xiàn)結腸微生物是 PLA-MPs 降解的核心功能單元，其分泌的特異性酯酶 FrsA 通過 α/β 水解結構域精準識別并切割 PLA 酯鍵，實現(xiàn)對 PLA-MPs 的高效降解。進一步，通過多組學分析，研究人員發(fā)現(xiàn)了微生物組成和 FrsA 蛋白表達之間的相關性，結合菌群-蛋白互作網(wǎng)絡與單菌功能驗證，證實鼷鼠螺桿菌與居腸巴恩斯氏菌主導 PLA-MPs 的腸道降解進程，為靶向調控塑料生物轉化提供關鍵靶點。

相關研究成果已發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上，IT之家附論文地址： https://doi.org/10.1073/pnas.2417104122

微塑料污染是全球面臨的嚴重生態(tài)環(huán)境問題，也是影響人體健康的重要風險因素。據(jù)中國科學報，國家納米科學中心陳春英院士團隊在聚乳酸微塑料作為碳源進入體內碳循環(huán)方面取得重要進展。