造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSCs），具有自我更新与多能分化的潜能，位于造血细胞金字塔层级顶端，每天为血液系统提供多达 2800 亿个细胞。正是由于HSCs 在体内长期重建的能力，造血干细胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT） 现已成为治疗各种类型的血液和免疫疾病的一种新型方案。最近的研究表明，很多环境因素以及不良的生活方式，例如空气污染、吸烟、饮酒等，都会对体内 HSCs 数目和功能产生不利的影响，同时也是HSCT 后出现植入不良和移植物抗宿主病（graft-versus-host disease，GvHD）的潜在危险因素。

近年来，微塑料污染逐渐进入人们的视野。随着科学研究深入发展，人们意识到微塑料严重污染环境同时对于人类的健康与生存也存在一定的威胁。微塑料通常指直径小于5 mm的塑料颗粒，它们主要来源于塑料制品的分解、风化，或因特殊需要直接生成。最新研究显示，人体粪便、肺、胎盘、心脏以及血液中均存在有微塑料，且据估计，人一周约平均摄入0.5 ~ 1 g微塑料。此前，多项研究表明，接触微塑料会导致机体消化系统、呼吸系统和生殖系统的氧化应激和炎症，同时还会扰乱肠道菌群和相关代谢产物的稳态。然而，微塑料对于 HSCs 自我更新的影响和作用机制，以及对于临床上接受HSCT 的患者的生存的影响，仍然缺乏相对全面的了解。

近日，良渚实验室/浙江大学医学院钱鹏旭、黄河团队（良渚实验室科研楼5楼）在Cell Discovery上发表了题为“Microplastics Dampen the Self-renewal of Hematopoietic Stem Cells by Disrupting the Gut Microbiota-Hypoxanthine-Wnt Axis”的研究论文，该研究构建小鼠微塑料模型，证明长期摄入微塑料对HSCs的数目与功能都造成了严重的损害。通过16S rDNA、代谢组测序和转录组测序，揭示了微塑料通过破坏小鼠肠道结构和通透性，改变肠道菌群以及代谢物的丰度（理研菌和次黄嘌呤），最终使骨髓HSCs中的次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶（hypoxanthine phosphoribosyltransferase，HPRT）-Wnt 信号通路失活。此外，研究人员还在为 HSCT 患者提供 HSCs 的健康供者中进行了验证，证明患者的生存时间与供者体内微塑料水平呈负相关，与供体粪便中理研菌和次黄嘌呤的丰度呈正相关。

首先，研究人员分别建立了短期、长期微塑料摄取模型。实验结果显示短期摄入微塑料对于机体HSCs影响不大；但长期摄入后，小鼠HSCs数目降低且体内移植重建能力明显减弱。随后，研究人员利用粪菌移植、微塑料体外共培养和体内尾静脉注射微塑料模型，证明微塑料的造血毒性是通过破坏小鼠肠道结构和通透性，诱发肠道菌群以及代谢物稳态失衡，最终使骨髓 HSCs 中HPRT-Wnt 信号通路失活而导致的，而不是直接对HSCs的毒性作用。此外，对微塑料处理小鼠给予理研菌或次黄嘌呤的回补，以及在 HSCs 培养系统中添加 WNT10A，基本都可以弥补微塑料诱导产生的 HSCs缺陷。最后，研究人员收集了HSCT的供者粪便和血液样本进行验证，证明供者体内微塑料含量越高，患者HSCT后出现植入失败或植入不良的几率越大。