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新研究評估環(huán)境暴露對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的影響

2019-01-28 11:10來源：生物谷


基因和環(huán)境都會影響一個人的患病風(fēng)險。盡管基因經(jīng)常被分類、干擾、激活、關(guān)閉，并在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行系統(tǒng)測試，但是對環(huán)境暴露的研究往往是一次性的。


在一項(xiàng)新的研究中，來自美國布萊根婦女醫(yī)院的研究人員開發(fā)出一種方法，它能夠系統(tǒng)性地同時評估數(shù)百種環(huán)境因素對神經(jīng)系統(tǒng)疾病產(chǎn)生的影響。通過一系列實(shí)驗(yàn)，他們確定出促進(jìn)神經(jīng)炎癥的環(huán)境因素，包括一種目前在美國使用但在歐洲被禁用的的除草劑。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2019年1月24日的Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Environmental Control of Astrocyte Pathogenic Activities in CNS Inflammation”。

論文通訊作者、布萊根婦女醫(yī)院安-羅姆尼神經(jīng)疾病中心首席研究員Francisco Quintana博士說道，“當(dāng)我們研究炎癥和神經(jīng)變性時，我們了解到環(huán)境可能與遺傳一樣重要。我們創(chuàng)建了一個平臺來系統(tǒng)性地研究環(huán)境暴露的未被研究的影響。比如，我們追蹤了我們的熱門產(chǎn)品之一，即一種目前在歐洲被禁用的除草劑。我們的研究目標(biāo)是獲得能夠指導(dǎo)未來流行病學(xué)的結(jié)果并鑒定出可作用的靶標(biāo)?！?/span>


Quintana及其同事們首先研究了來自從工業(yè)產(chǎn)品和消費(fèi)產(chǎn)品到食品添加劑的多種來源的976種化學(xué)物。這個稱為ToxCast化學(xué)物清單（ToxCast chemical inventory）的化學(xué)物庫由美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）建立，并提供給Quintana及其同事們進(jìn)行研究。他們首先通過生物信息學(xué)分析鑒定出影響之前已知與多發(fā)性硬化癥相關(guān)的信號通路的化合物。他們從中發(fā)現(xiàn)了75種候選化合物。


通過使用一種新的斑馬魚多發(fā)性硬化癥模型，Quintana團(tuán)隊(duì)將每種化合物添加到水中并評估它對中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥的影響。他們將范圍縮小到5種增加nos2a活性的化合物，其中nos2a是一個與炎癥相關(guān)的基因。這些研究人員在小鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞---位于大腦和脊髓中的星形細(xì)胞---中測試了這5種化合物。他們發(fā)現(xiàn)一種稱為利谷?。╨inuron）的除草劑和一種稱為氨基甲酸甲酯（methyl carbamate）的在紡織業(yè)、高分子行業(yè)和制藥行業(yè)中使用的化合物可增強(qiáng)星形膠質(zhì)細(xì)胞中的炎癥。


利谷隆是一種用于農(nóng)業(yè)的除草劑，可殺死雜草。雖然目前在美國和其他地方有售，但由于對哺乳動物的潛在風(fēng)險，它最近在歐洲被禁止使用。通過開展生物信息學(xué)分析、在實(shí)驗(yàn)室對來自小鼠和多發(fā)性硬化癥患者的細(xì)胞進(jìn)行研究、基因編輯和計算建模，Quintana團(tuán)隊(duì)確定了一個分子通路，通過這種通路，利谷隆可能驅(qū)動星形膠質(zhì)細(xì)胞中的炎癥反應(yīng)。他們的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了Sigmar1的作用。Sigmar1是一種與肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）等神經(jīng)系統(tǒng)疾病產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的膜受體。


這些研究人員指出他們的研究結(jié)果**于這些測試過的976種化合物，但是如果有更大的化學(xué)物庫可供測試，那么他們的方法可以擴(kuò)大規(guī)模。這項(xiàng)研究旨在確定影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥的潛在環(huán)境暴露。不過，他們提醒道，還需要進(jìn)行后續(xù)流行病學(xué)研究，以便進(jìn)一步評估這些發(fā)現(xiàn)及其對人類的影響。