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嘉大秘書室：05-2717749
發稿單位：秘書室公關組
發稿人：楊弘道、林家安
發稿日期：114年6月19日
解密塑膠微粒破壞腸道菌相機制
嘉大李保宏助理教授研究成果登上國際頂尖期刊
塑膠微粒在環境中的廣泛滲透已成為全球環境的重要隱憂，不只汙染海洋及土壤，科學家更證實可能影響作物生長與人體健康。嘉義大學園藝學系李保宏助理教授領導的研究團隊，繼近日在《Journal
of Hazardous
Materials》期刊發表研究指出奈米塑膠會影響水耕蔬菜生長之後，6月再次於國際頂尖期刊《Nature
Communications》發表新成果，證明奈米塑膠損害腸道健康的新機制。
李保宏助理教授團隊揭露塑膠微粒間接影響健康的全新分子機制，奈米粒徑的塑膠粒促使細菌或宿主細胞所釋放的細胞外囊泡/外泌體
(extracellular vesicles)
成分改變，影響作物生長與人體腸道屏障功能，破壞微生物生態平衡。兩篇研究均獲得國際高度關注，於自然通訊期刊
Nature
Communications發表的最新論文更獲期刊選為焦點論文(Highlight)，備受重視。外來的奈米塑膠粒有如彗星一樣穿過腸膜的保護層，攻擊腸道細菌與腸道細胞，細菌與細胞受到刺激後分泌外泌體分別影響了腸道細胞間的連結與腸道菌的不正常增生，造成腸漏現象
李保宏助理教授團隊長期探究外泌體在跨界溝通上的角色。在首篇研究中，團隊發現奈米級聚苯乙烯塑膠粒雖未直接傷害萵苣，卻會促進水耕系統中特定細菌的繁殖，這些細菌釋放的細胞外囊泡，會抑制作物的抗氧化系統與生長機制，最終導致萵苣枯萎死亡。
在最新發表的研究中，團隊進一步聚焦腸道健康，發現奈米塑膠不是被動入侵腸道的惰性粒子，而是能夠影響細菌與宿主間的溝通，方法是透過干擾外泌體而調節微小RNA的表現。研究證實奈米塑膠降低小鼠腸道屏障蛋白表現，並破壞腸道菌相平衡，導致與腸道疾病相關的腸道菌群異常增生。奈米塑膠挾持這種細菌-宿主間的精密對話，導致腸道微環境改變，進而削弱腸道屏障、損害免疫反應並重塑微生物群的結構。值得注意的是，這項研究也為未來療法打開新的可能，藉由針對特定外泌體微小RNA或調節其生成路徑，未來治療策略將可能恢復因環境污染而失衡的腸道穩定性。這開啟了一個全新的分子策略方向-聚焦於微生物與宿主的溝通系統，而非僅針對污染物本身進行清除。塑膠奈米粒透過影響腸道細胞釋放外泌體而破壞腸道菌相平衡與屏障功能
這兩項研究首次系統性揭露：奈米粒徑的塑膠微粒可透過影響微生物或宿主細胞的細胞外囊泡，間接損害生物體，不論是植物或動物，影響範圍廣泛。在這個污染成為「微觀威脅」的時代，這項發現無疑是一記警鐘，促使我們在科學、醫療與環境層面立即採取行動，以減緩奈米塑膠對人體所造成的深層影響。
李保宏助理教授指出：「這兩項研究顯示，奈米塑膠的危害不僅止於環境污染，它們可能透過細胞層級的精細干擾，影響生物體健康。不論是作物或人體，奈米塑膠微粒可能藉由細胞外囊泡的傳遞機制，對生物體造成潛在的健康影響，值得高度關注。我們的研究探究外泌體在宿主與微生物交互作用的角色，釐清外泌體如何調控腸道菌相與宿主健康狀況，為一新穎且重要的議題，期待未來以微生物外泌體開發相對應的治療標的。」
目前國際間外泌體相關產品蓬勃發展，李保宏助理教授研究團隊期許臺灣能投入更多資源於外泌體之研究與應用，跟上全球外泌體研究熱潮，建立國際能見度以及領先地位。嘉義大學李保宏助理教授（左3）與成功大學徐瑋萱副教授（中）團隊深耕微生物外泌體之功能研究，榮獲2024年國科會未來科技獎
外來的奈米塑膠粒有如彗星一樣穿過腸膜的保護層，攻擊腸道細菌與腸道細胞，細菌與細胞受到刺激後分泌外泌體分別影響了腸道細胞間的連結與腸道菌的不正常增生，造成腸漏現象
塑膠奈米粒透過干擾水耕系統中微生物釋放外泌體而間接損害蔬菜收成
塑膠奈米粒透過影響腸道細胞釋放外泌體而破壞腸道菌相平衡與屏障功能
嘉義大學李保宏助理教授（左3）與成功大學徐瑋萱副教授（中）團隊深耕微生物外泌體之功能研究，榮獲2024年國科會未來科技獎
