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嘉大李保宏教授 研究成果登上国际顶尖期刊

嘉义大学李保宏助理教授(左3)与成功大学徐玮萱副教授(中)团队深耕微生物外泌体之功能研究,荣获2024年国科会未来科技奖。(嘉义大学提供)
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【大纪元2025年06月20日讯】(大纪元记者李撷璎台湾嘉义报导)塑胶微粒在环境中的广泛渗透已成为全球环境的重要隐忧,不只污染海洋及土壤,科学家更证实可能影响作物生长与人体健康。嘉义大学园艺学系李保宏助理教授领导的研究团队,继近日在《Journal of Hazardous Materials》期刊发表研究指出奈米塑胶会影响水耕蔬菜生长之后,6月再次于国际顶尖期刊《Nature Communications》发表新成果,证明奈米塑胶损害肠道健康的新机制。

塑胶奈米粒透过干扰水耕系统中微生物释放外泌体而间接损害蔬菜收成。
塑胶奈米粒透过干扰水耕系统中微生物释放外泌体而间接损害蔬菜收成。(嘉义大学提供)

李保宏助理教授团队揭露塑胶微粒间接影响健康的全新分子机制,奈米粒径的塑胶粒促使细菌或宿主细胞所释放的细胞外囊泡/外泌体 (extracellular vesicles) 成分改变,影响作物生长与人体肠道屏障功能,破坏微生物生态平衡。两篇研究均获得国际高度关注,于自然通讯期刊 Nature Communications发表的最新论文更获期刊选为焦点论文(Highlight),备受重视。

塑胶奈米粒透过影响肠道细胞释放外泌体而破坏肠道菌相平衡与屏障功能。(嘉义大学提供)

李保宏助理教授团队长期探究外泌体在跨界沟通上的角色。在首篇研究中,团队发现奈米级聚苯乙烯塑胶粒虽未直接伤害莴苣,却会促进水耕系统中特定细菌的繁殖,这些细菌释放的细胞外囊泡,会抑制作物的抗氧化系统与生长机制,最终导致莴苣枯萎死亡。

在最新发表的研究中,团队进一步聚焦肠道健康,发现奈米塑胶不是被动入侵肠道的惰性粒子,而是能够影响细菌与宿主间的沟通,方法是透过干扰外泌体而调节微小RNA的表现。研究证实奈米塑胶降低小鼠肠道屏障蛋白表现,并破坏肠道菌相平衡,导致与肠道疾病相关的肠道菌群异常增生。

外来的奈米塑胶粒有如彗星一样穿过肠膜的保护层,攻击肠道细菌与肠道细胞,细菌与细胞受到刺激后分泌外泌体分别影响了肠道细胞间的连结与肠道菌的不正常增生,造成肠漏现象。(嘉义大学提供)

奈米塑胶挟持这种细菌-宿主间的精密对话,导致肠道微环境改变,进而削弱肠道屏障、损害免疫反应并重塑微生物群的结构。值得注意的是,这项研究也为未来疗法打开新的可能,藉由针对特定外泌体微小RNA或调节其生成路径,未来治疗策略将可能恢复因环境污染而失衡的肠道稳定性。这开启了一个全新的分子策略方向-聚焦于微生物与宿主的沟通系统,而非仅针对污染物本身进行清除。

这两项研究首次系统性揭露:奈米粒径的塑胶微粒可透过影响微生物或宿主细胞的细胞外囊泡,间接损害生物体,不论是植物或动物,影响范围广泛。在这个污染成为“微观威胁”的时代,这项发现无疑是一记警钟,促使我们在科学、医疗与环境层面立即采取行动,以减缓奈米塑胶对人体所造成的深层影响。

李保宏助理教授指出:“这两项研究显示,奈米塑胶的危害不仅止于环境污染,它们可能透过细胞层级的精细干扰,影响生物体健康。不论是作物或人体,奈米塑胶微粒可能藉由细胞外囊泡的传递机制,对生物体造成潜在的健康影响,值得高度关注。我们的研究探究外泌体在宿主与微生物交互作用的角色,厘清外泌体如何调控肠道菌相与宿主健康状况,为一新颖且重要的议题,期待未来以微生物外泌体开发相对应的治疗标的。”

目前国际间外泌体相关产品蓬勃发展,李保宏助理教授研究团队期许台湾能投入更多资源于外泌体之研究与应用,跟上全球外泌体研究热潮,建立国际能见度以及领先地位。

责任编辑:陈玟绮

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