

我们日常生活中离不开塑料制品。但塑料制品的安全状况可能远远不如我们想象中那么可靠,各种各样的抽检不合格、毒物超标问题被曝光。你可能也听说过微塑料、双酚A的种种争议。今天要讲的这种有害物质同样存在与塑料中,但比它们更隐匿、应用更广。
近日,由武汉大学等多个团队完成,发表在权威期刊《Autophagy》上的一项研究,为我们揭开了最常见的塑化剂DEHP的种种促衰风险[1]。那么,DEHP是什么?究竟有什么危害?又藏在哪些物品中呢?


无孔不入的促衰刺客
邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是目前应用最广的塑化剂,能让硬邦邦的塑料变得柔软有弹性。
小到我们家里的保鲜膜、防滑拖鞋、儿童塑料玩具、食品包装袋,大到家装用的建筑材料、电线电缆绝缘皮、汽车内饰,甚至是医院里救命的输液管、血袋,都有无处不在的DEHP。

它的应用广泛,也意味着我们接触DEHP的途径也非常多。有研究发现,我们最主要的接触途径就是吃!韩国一项研究显示,人们每天接触到的DEHP里,有50%到75%是通过食物吃进去的[2]。
当然,正规厂家生产的、符合国家标准的产品,在正常使用下DEHP的迁移量极低,是安全的。真正需要警惕的,是不合规产品或者违规使用,比如用普通PVC保鲜膜包裹高油脂食物放进微波炉加热,或者用它接触油脂、酸性或碱性食物。这时候,DEHP就可能悄悄迁移到食物中,被不知不觉吃进体内。
除此之外,DEHP还会从不合格或老化的塑料中慢慢释放到土壤、水和空气里,再通过饮水、皮肤接触等途径进入人体。

图源网络
过去几十年,DEHP的种种罪名主要集中在两方面:
一个是内分泌干扰,DEHP与大家熟知的毒塑料成分双酚A(BPA)堪称“异父异母的亲兄弟”。它长得很像人体的性激素,可以鸠占鹊巢打乱激素平衡,长期接触可能导致生殖发育障碍、性早熟、男性精子质量下降等等问题[3, 4]。另一个就是潜在致癌性,它还被国际癌症研究机构列为2B类致癌物[5]。
但近年来,DEHP暴露还被发现与肥胖、胰岛素抵抗、脂肪肝等代谢疾病有关,还可能通过增加氧化应激、线粒体功能紊乱以及损伤端粒等途径,使细胞衰老、免疫衰老,缩短寿命[6]。
不过,DEHP“毒害”代谢和促衰,背后的分子机制一直是个谜。DEHP进入血液后,会被运送到肝脏,由肝细胞中的酶进行代谢转化。
也就是说,DEHP如果要搞破坏,处于第一线的肝脏自然首当其冲。于是,研究者就从DEHP的代谢主场——肝脏开始查起。

激活自噬,却促进衰老?
为了模拟工作中可能接触到的水平,研究者给小鼠喂食了180天低剂量(10 mg/kg)和高剂量(100 mg/kg)的DEHP,相当于人类暴露在DEHP下好几十年。

结果,长期遭受DEHP荼毒的鼠鼠们,肝脏的确变得不太好了。研究者发现,它们的肝脏出现明显的脂肪堆积、肝细胞损伤,血脂也出现了异常,低密度脂蛋白、总胆固醇、甘油三酯都大幅升高了。

图注:DEHP 暴露导致小鼠肝脏脂质积累及血脂指标升高
接着,研究者开展了一系列的探索,去搞清楚DEHP损害肝脏和代谢背后的具体机制。
研究者先对小鼠的肝脏做了转录组测序,找到肝脏里被DEHP暴露改变表达的基因。其中,有三大类基因发生了显著变化:自噬相关基因(如LC3、BECN1、ATG5)、脂质合成相关基因(如FASN、FABP4、SREBF2)明显被上调,而线粒体功能相关的基因则被严重压制(如mt-Cox3、VDAC1)。

图注:DEHP显著改变了脂质代谢与自噬相关通路的基因表达
简单来说,就是DEHP提高了肝脏制造脂肪的速度、提高了肝脏的自噬能力,又削弱了线粒体的活力。

但话又说回来,脂肪合成增加、线粒体活力下降都能理解,但自噬提高……这不是好事吗?
如果你关注过抗衰老,一定对自噬这个词不陌生了。自噬是细胞内部的扫除和废物再利用过程。它会把那些老化破损的线粒体、错误折叠的蛋白质、细菌打包送进溶酶体降解回收。自噬水平越高,细胞更新越快,衰老的“垃圾”就越少,是健康长寿的核心途径之一。
我们常说对延长寿命有帮助的断食、运动、二甲双胍、亚精胺等延寿手段和物质,背后都是通过激活自噬来达成延寿效果的。
不过,凡事都有两面,自噬一旦过载也会开始损害健康。比如这里的DEHP就促进了自噬,却危害了身体,所以,这究竟是怎么发生的呢?
研究者给肝细胞中负责包裹、清理垃圾的自噬体染上了荧光,荧光越强说明自噬体越多、自噬越活跃。结果,DEHP组的小鼠肝脏中布满了密密麻麻绿色荧光,是对照组的好几倍。随后,他们又检测了自噬必须消耗的材料SQSTM1/p62蛋白,结果也同样。

图注:DEHP暴露促使自噬体标志物LC3显著增加,SQSTM1/p62蛋白减少
经证实,研究者发现DEHP的的确确促进了从自噬,到溶酶体降解的整个路径。而DEHP能让自噬变得如此活跃,最高效的办法就是把身体内某个抑制自噬的蛋白拆掉。DNMT1是一种DNA甲基转移酶,2023年的一项研究就曾指出,DNMT1是抑制自噬的核心开关[7]。
DNMT1的日常工作,就是在基因开始表达的区域加上一个甲基“封条”,从而抑制自噬相关基因的表达。在健康状态下,DNMT1控制着自噬的开关,不会让它过度活跃。但在DEHP的荼毒下,情况开始变得复杂了起来:
DEHP确实会导致DNMT1蛋白水平显著下降,但这背后的原因并非“DEHP抑制DNMT1”这么简单,而是DNMT1自己不慎被过度活跃的自噬给吃掉了!

图注:DEHP增强DNMT1与自噬受体SQSTM1的结合,促进DNMT1的自噬降解
具体来说,DEHP增强了DNMT1和自噬受体的之间的结合,并进一步被“拽进”了自噬体,送去降解了!

研究者be like:
如此一来,DNMT1消失,原本被它压制的那些自噬基因也立刻放飞自我。于是,一个层层增强的“自噬循环”就形成了。
自噬从而演变成了病理性的过度自噬,清理范围严重扩大,甚至开始吞噬原本健康的线粒体等关键细胞结构。比如,线粒体调控能量代谢和物质进出的关键蛋白VDAC1就被大量拉进自噬体降解,细胞内活性氧(ROS)急剧上升,ATP合成也大幅下降。

图注:DEHP诱导自噬体过度吞噬线粒体关键蛋白VDAC1,导致线粒体结构受损及ATP合成下降
不仅如此,DEHP还同时激活了肝脏中的脂肪合成通路。FASN、FABP4、SREBF2等脂肪合成关键蛋白都明显升高。一边是线粒体受损、脂肪难以被分解利用,另一边是脂肪合成继续加快,这样一来,就造成了我们开头看到的血脂升高、肝脏布满脂滴的现象。
那么,如果想办法切断“过度自噬”这个关键环节,能不能阻止这一切呢?
研究者分别敲除了三个自噬启动的关键基因:RB1CC1、BECN1、ATG16L1。结果发现,即使有DEHP存在,这些细胞也无法启动过度自噬。并且,之前由DEHP引起的脂肪堆积和脂质合成蛋白升高,也全部消失了!

图注:敲除自噬关键基因(如BECN1)可逆转DEHP诱导的脂质合成蛋白升高
可见,从表观遗传到自噬失控,再到线粒体崩溃、脂代谢紊乱,日常一次次不起眼的接触,危害的是身体从内而外的一条完整链条。

图注:DEHP 毒性机制总结
看到这里,每天中午雷打不动点外卖,还总用塑料勺喝汤的派派,已经开始害怕了。


身处塑料世界,如何自处?
仔细环顾我们的生活用品,你会发现我们如今身处的世界早已被塑料逐渐占据。
早晨的牙刷和牙膏软管、中午的打包盒和餐具、工作所需的鼠标键盘、晚上包剩菜的保鲜膜、铺在餐桌上的软胶垫,甚至是随着呼吸进入鼻腔的室内灰尘中,都可能含有塑化剂。
它们如此无处不在、无孔不入,我们怎么做才能尽量规避这种日渐渗透的塑化剂危害呢?
先别慌,想要绝对隔绝塑化剂既不现实也不必要,首先要放心的是,合规产品在正常使用下是安全的。那些合规有牌子、有标识、有检测报告的塑料制品不用太担心。其次,这项研究展现的是长期、慢性的暴露,并不是一两次接触就会造成如此严重的代谢问题。
所以,我们的目标应该是尽可能避开那些不当的暴露方式。比如上文提到,DEHP最容易从PVC等软质塑料中迁移出来的条件就是高温和油脂,所以我们就需要切断热、油、软塑料同时出现的用法,比如用塑料打包盒加热油比较多的饭菜。

其次呢,就是有选择地使用塑料。一般来说,饮料瓶(PET,回收标志1)通常不含DEHP,常温下安全,但极怕高温;而那些透明、柔软、有弹性的PVC材质(回收标志3)塑料含DEHP的风险很高(比如保鲜膜),可以尽量选PE或PVDC材质,或者干脆用硅胶盖、玻璃碗。而5号(PP)是目前公认最耐热、最安全的塑料材质。

此外,DEHP还有让香味持久不散的特性,因此我们也要尽量避开那些香味极浓、持久的劣质香水、指甲油、沐浴露和洗发水等。
工业化的飞速发展下,我们拥有了远超古人的便捷生活,也有了更多样的衣食住行选择,但讽刺的是,因为各种精加工食物、各种滥用化学添加剂的不合格工业化产品,我们似乎没有收获更好的身体,反而陷入了肥胖、早衰的代谢问题之中。
近年的研究不断提醒我们:我们人类的基因或许还依旧停留在几十万年前的原始时代。这也让派派想到了曾讲过的“原始饮食”。或许,吃未经深度加工的原型食物,回归天然的陶瓷与玻璃器皿,这种适度返璞归真的生活,才是对抗衰老最自然的方式。
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[本文标题为《DEHP disrupts Lipid Metabolism via Autophagy Hyperactivation and Mitochondrial Dysfunction》,发表在期刊《Autophagy》上。本文通讯作者为袁必锋、谢能彬、余学杰。这项工作得到了国家重点研发计划(2022YFA0806600, 2022YFC3400700)和国家自然科学基金(22277093, 22574125, 22507094)等项目的支持。]

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参考文献
