首頁資訊 Nature子刊：這些生活中常見的化學物質正在破壞大腦發(fā)育

Nature子刊：這些生活中常見的化學物質正在破壞大腦發(fā)育

來源：泰然健康網時間：2024年11月28日 00:36

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)境化學物質中，其中大多數化學物質具有未知的毒性特征。然而，化學物質暴露可能會引發(fā)病理反應或加劇潛在的遺傳因素，從而導致疾病。發(fā)育中的大腦對環(huán)境侵害尤其敏感，如果在發(fā)育的關鍵時期發(fā)生化學物質暴露，對兒童可能尤其有害。例如，重金屬甲基汞和鉛，以及工業(yè)化學品多氯聯苯，已知會干擾大腦發(fā)育。

重要的是，神經發(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（包括化學物質暴露）如何促進或引發(fā)神經發(fā)育障礙已成為當務之急。

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

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

少突膠質細胞（Oligodendrocyte）通過生成髓磷脂（myelin），促進高效的神經元信息傳遞，并為神經元提供代謝和營養(yǎng)支持，這對于神經元功能和壽命至關重要。少突膠質細胞的發(fā)育受損或丟失會導致遺傳性疾?。ɡ缗迕凡。┖脱装Y性疾?。ɡ缍喟l(fā)性硬化癥）等的顯著認知和運動障礙。少突膠質細胞發(fā)生和髓磷脂形成都對人類環(huán)境化學物的暴露具有廣泛的脆弱性。

少突膠質細胞從少突膠質祖細胞（OPC）開始發(fā)育，并在生命的前兩年內加強。一旦成熟，少突膠質細胞將髓鞘化神經元，這一過程在嬰兒期和兒童期達到頂峰，但會持續(xù)到青春期和成年期。因此，少突膠質細胞不僅在胎兒發(fā)育期間脆弱，而且在出生后很長時間內也是如此。

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

在這項研究中，Paul Tesar 團隊開發(fā)了一個毒性篩選平臺，以評估1823種化學物質，這些化學物質屬于快速擴張的環(huán)境污染物。他們在細胞培養(yǎng)皿中分析了這1823種化學物質對小鼠少突膠質細胞發(fā)育的影響。

結果顯示，在這1823種化學物質，有292種物質被發(fā)現能殺死少突膠質細胞，另有47種會抑制少突膠質細胞的產生。

研究團隊進一步確定了導致少突膠質細胞損傷的化學物質屬于兩個類別，一類是在部分消毒劑中發(fā)現的季銨化合物，它們能選擇性殺死少突膠質細胞；另一類是在部分家具和建筑材料中發(fā)現的有機磷酸酯阻燃劑，它們能抑制少突膠質細胞發(fā)育。

研究團隊進一步證實了兩類化學物質在小鼠和人類產前皮質發(fā)3D類器官模型中都損害了少突膠質細胞的發(fā)育。

除了上述在實驗室中進行的實驗，研究團隊還分析了美國疾控中心的“美國國家健康與營養(yǎng)研究調查”的數據。從2013年至2018年采集的數據顯示，調查中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。研究團隊指出，BDCIPP含量越高，提示對有機磷阻燃劑的暴露程度越高，而這與行走、跑步、跳躍等粗大運動功能障礙發(fā)病率高以及需要特殊教育有關。

總的來說，該研究全面評估了環(huán)境化學物質對少突膠質細胞發(fā)育的影響，發(fā)現兩種家庭中常見的化學物質——消毒劑中的季銨化合物，家具和建筑材料中的有機磷酸酯阻燃劑，或能干擾少突膠質細胞的發(fā)育。這些發(fā)現確定了少突膠質細胞發(fā)育過程中的毒理學脆弱性，并強調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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