Regeneron ISEF 2025 大奖：BMED049 - 解决微塑料病理的生物平台

塑料污染构成了一场全球性的“同一健康”危机，影响着人类、动物和环境。微塑料已被检测到存在于人体血液和各种组织中，越来越多的证据表明其与血栓、动脉斑块和肿瘤发展存在潜在联系，尽管两者之间的因果关系尚不明确。这凸显了对创新模型系统的需求，以研究微塑料的健康影响并探索潜在的干预措施。我开发了一个新颖的“塑料瘤”平台，该平台利用人体细胞、荧光聚苯乙烯微塑料颗粒和细胞外基质的三维（3D）培养。该模型可在体外重现微塑料诱导的细胞疾病。我利用多参数流式细胞术，证明骨髓细胞（主要是中间型单核细胞（CD14+CD16+）和经典型单核细胞（CD14+CD16-））能够主动吞噬微塑料并被激活，导致其在三维细胞培养中聚集并形成斑块状或结节状病变。一个可扩展的3D模型，结合永生化肺细胞，产生了更显著的病变，展现了聚苯乙烯微塑料的斑块样或肿瘤样效应。该系统能够进行高内涵疗法筛选，鉴定出FDA批准的、具有抗黏附和抗炎特性的新型药物，这些药物可以缓解微塑料引起的病变。该模型易于修改，可轻松包含其他细胞类型。重要的是，该生物工程平台为研究微塑料相关病理、识别新疗法和评估毒性提供了一种有效的工具。最后，该多功能平台可以促进新的研究，减少微塑料研究中的动物使用，并可进行修改以用于研究其他污染引起的疾病。