原創(chuàng) 生物世界

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

人類暴露于過多的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)中，其中大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)具有未知的毒性特征。然而，化學(xué)物質(zhì)暴露可能會(huì)引發(fā)病理反應(yīng)或加劇潛在的遺傳因素，從而導(dǎo)致疾病。發(fā)育中的大腦對環(huán)境侵害尤其敏感，如果在發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期發(fā)生化學(xué)物質(zhì)暴露，對兒童可能尤其有害。例如，重金屬甲基汞和鉛，以及工業(yè)化學(xué)品多氯聯(lián)苯，已知會(huì)干擾大腦發(fā)育。

重要的是，神經(jīng)發(fā)育障礙的患病率在過去十年中有所增加，包括自閉癥和注意力缺陷多動(dòng)癥。然而，遺傳因素本身并不能完全解釋這種增加。因此，評估環(huán)境因素（包括化學(xué)物質(zhì)暴露）如何促進(jìn)或引發(fā)神經(jīng)發(fā)育障礙已成為當(dāng)務(wù)之急。

2024年3月25日，凱斯西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在 Nature Neuroscience 期刊發(fā)表了題為：Pervasive environmental chemicals impair oligodendrocyte development 的研究論文。

這項(xiàng)研究顯示，兩種在家庭中常見的化學(xué)物質(zhì)——消毒劑中的季銨化合物，家具和建筑材料中的有機(jī)磷酸酯阻燃劑，或能干擾少突膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育。這些發(fā)現(xiàn)確定了少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育過程中的毒理學(xué)脆弱性，并強(qiáng)調(diào)了對這些化合物對人類健康影響尤其是大腦發(fā)育的潛在影響進(jìn)行更深入研究的必要性。

少突膠質(zhì)細(xì)胞（Oligodendrocyte）通過生成髓磷脂（myelin），促進(jìn)高效的神經(jīng)元信息傳遞，并為神經(jīng)元提供代謝和營養(yǎng)支持，這對于神經(jīng)元功能和壽命至關(guān)重要。少突膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育受損或丟失會(huì)導(dǎo)致遺傳性疾病（例如佩梅?。┖脱装Y性疾?。ɡ缍喟l(fā)性硬化癥）等的顯著認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)障礙。少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生和髓磷脂形成都對人類環(huán)境化學(xué)物的暴露具有廣泛的脆弱性。

少突膠質(zhì)細(xì)胞從少突膠質(zhì)祖細(xì)胞（OPC）開始發(fā)育，并在生命的前兩年內(nèi)加強(qiáng)。一旦成熟，少突膠質(zhì)細(xì)胞將髓鞘化神經(jīng)元，這一過程在嬰兒期和兒童期達(dá)到頂峰，但會(huì)持續(xù)到青春期和成年期。因此，少突膠質(zhì)細(xì)胞不僅在胎兒發(fā)育期間脆弱，而且在出生后很長時(shí)間內(nèi)也是如此。

很少有環(huán)境化學(xué)物質(zhì)（包括天然產(chǎn)物和工業(yè)化合物）被報(bào)道專門針對少突膠質(zhì)細(xì)胞功能。環(huán)境中存在的絕大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)尚未被評估其對少突膠質(zhì)細(xì)胞的毒性，部分原因是之前在高純度和大規(guī)模捕獲少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育方面的挑戰(zhàn)。

在這項(xiàng)研究中，Paul Tesar 團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)毒性篩選平臺(tái)，以評估1823種化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)屬于快速擴(kuò)張的環(huán)境污染物。他們在細(xì)胞培養(yǎng)皿中分析了這1823種化學(xué)物質(zhì)對小鼠少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育的影響。

結(jié)果顯示，在這1823種化學(xué)物質(zhì)，有292種物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)能殺死少突膠質(zhì)細(xì)胞，另有47種會(huì)抑制少突膠質(zhì)細(xì)胞的產(chǎn)生。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步確定了導(dǎo)致少突膠質(zhì)細(xì)胞損傷的化學(xué)物質(zhì)屬于兩個(gè)類別，一類是在部分消毒劑中發(fā)現(xiàn)的季銨化合物，它們能選擇性殺死少突膠質(zhì)細(xì)胞；另一類是在部分家具和建筑材料中發(fā)現(xiàn)的有機(jī)磷酸酯阻燃劑，它們能抑制少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證實(shí)了兩類化學(xué)物質(zhì)在小鼠和人類產(chǎn)前皮質(zhì)發(fā)3D類器官模型中都損害了少突膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育。

除了上述在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)還分析了美國疾控中心的“美國國家健康與營養(yǎng)研究調(diào)查”的數(shù)據(jù)。從2013年至2018年采集的數(shù)據(jù)顯示，調(diào)查中3-11歲兒童的所有尿液樣本中幾乎都檢出了阻燃劑代謝物BDCIPP（在1763名兒童的1753名兒童中檢出），而且尿液中BDCIPP含量似乎在近年有遞增趨勢。研究團(tuán)隊(duì)指出，BDCIPP含量越高，提示對有機(jī)磷阻燃劑的暴露程度越高，而這與行走、跑步、跳躍等粗大運(yùn)動(dòng)功能障礙發(fā)病率高以及需要特殊教育有關(guān)。

總的來說，該研究全面評估了環(huán)境化學(xué)物質(zhì)對少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)兩種家庭中常見的化學(xué)物質(zhì)——消毒劑中的季銨化合物，家具和建筑材料中的有機(jī)磷酸酯阻燃劑，或能干擾少突膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育。這些發(fā)現(xiàn)確定了少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育過程中的毒理學(xué)脆弱性，并強(qiáng)調(diào)了對這些化合物對人類健康影響尤其是大腦發(fā)育的潛在影響進(jìn)行更深入研究的必要性。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41593-024-01599-2

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網(wǎng)址: Nature子刊：這些生活中常見的化學(xué)物質(zhì)正在破壞大腦發(fā)育 http://www.u1s5d6.cn/newsview140828.html