環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的神經(jīng)毒性研究進(jìn)展

徐衛(wèi)紅，李文梅，許潔

(遵義醫(yī)學(xué)院，貴州遵義 563000)

近年來(lái)，神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病率較高，2015年巴西馬瑙斯大都市區(qū)焦慮患病率為8.4%[1]，2014～2015年美國(guó)約50%的35歲以上成年人被評(píng)估為抑郁癥[2]。我國(guó)衛(wèi)生部門(mén)2017年的調(diào)查顯示，有1/5的中國(guó)人存在心理健康問(wèn)題，5%的人處于心理疾病狀態(tài)。有研究發(fā)現(xiàn)，暴露環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EEDs)[3]發(fā)現(xiàn)，母鼠孕期暴露擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥會(huì)引起仔鼠腦皮質(zhì)神經(jīng)元凋亡率增加；暴露阻燃劑BDE-153會(huì)誘導(dǎo)大鼠腦皮質(zhì)神經(jīng)元凋亡[4]，擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥、阻燃劑BDE-153均屬于EEDs，EEDs因能與體內(nèi)雌激素受體(ER)結(jié)合，又稱(chēng)為環(huán)境雌激素，廣泛用于洗滌劑、塑料增塑劑、農(nóng)藥、護(hù)膚品、油漆等產(chǎn)品中，因其用途廣，污染也嚴(yán)重，在環(huán)境、動(dòng)物、人群中均有檢出，在蔬菜和水果中均檢出NP[5]，嬰幼兒奶粉NP超標(biāo)率為15.1%[6]。金槍魚(yú)罐頭25 ℃長(zhǎng)期貯藏期間BPA的遷移量在7.1～105.4 μg/kg，當(dāng)加熱(121 ℃)90 min后遷移率增高[7]。在人體肝、脂肪和腦組織中均有NP、三氯苯氧氯酚(TCS)和BPA檢出[8]。鄰苯二甲酸酯類(lèi)代謝產(chǎn)物、三羥基苯甲酸酯和BPA在大學(xué)生尿液檢出率>60%，且女性高于男性，這可能與女性喜歡用護(hù)膚品和化妝品有關(guān)[9]。中國(guó)南方地區(qū)3～11歲兒童尿液樣品中BPA、BPS、TCS含量較高，檢出率分別為93%、89%、95%[10]。亞洲國(guó)家人群尿中BPA檢出率為94.3%[11]?，F(xiàn)就EEDs神經(jīng)毒性的研究進(jìn)展情況綜述如下。

1 NP的神經(jīng)毒性

有研究[12]發(fā)現(xiàn)，暴露NP會(huì)增加大鼠焦慮行為，降低其學(xué)習(xí)和記憶行為，且行為的損害程度與暴露NP的劑量呈線(xiàn)性關(guān)系，引起這一行為改變的可能因素是NP通過(guò)損害ER功能和刺激類(lèi)視黃醇X受體(RXR)調(diào)節(jié)的信號(hào)通路，來(lái)引起早期發(fā)育的神經(jīng)細(xì)胞凋亡和毒性[13]，孕期暴露NP，NP可通過(guò)胎盤(pán)屏障和血腦屏障進(jìn)入胎兒腦內(nèi)，降低子代海馬和垂體組織乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活性，增強(qiáng)膽堿酯酶活性[14]。可以在電鏡下觀(guān)察到垂體神經(jīng)元胞質(zhì)深染、胞質(zhì)濃縮、線(xiàn)粒體腫脹呈空泡樣改變，且伴隨有髓鞘樣改變[15]。在原代海馬神經(jīng)元培養(yǎng)中，暴露NP會(huì)增加凋亡調(diào)控因子半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)的活性，誘導(dǎo)乳酸脫氫酶的釋放，從而刺激RXRa、雄烷受體、孕烷X受體mRNAs和蛋白表達(dá)增加，使用RXRa、PXR、CAR-siRNA轉(zhuǎn)染的細(xì)胞，較少受到NP誘導(dǎo)Caspase-3的活性和LDH釋放的影響，從而證實(shí)性激素受體在NP誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡的過(guò)程中起重要作用[16]。NP可通過(guò)激活PC12細(xì)胞Caspase-3活化而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[17]。慢性暴露NP會(huì)激活Caspase-3通路，從而使小鼠神經(jīng)元凋亡[18]。暴露NP還會(huì)導(dǎo)致斑馬魚(yú)胚胎脊索扭曲和形成疝，干擾脊索的分化，增加大腦脊索、脊髓神經(jīng)元的凋亡水平，在脊索形成疝處也發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞凋亡，引起脊索肌肉和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元缺損[19]。

2 BPA的神經(jīng)毒性

BPA會(huì)破壞人源的神經(jīng)祖細(xì)胞，說(shuō)明BPA會(huì)損害大腦發(fā)育[20]。Warita等[21]發(fā)現(xiàn)，在下丘腦神經(jīng)元，當(dāng)BPA暴露劑量為200 μmol/L時(shí)，Caspase-3和轉(zhuǎn)化相關(guān)蛋白73的表達(dá)水平降低，并且檢測(cè)到皮質(zhì)P53、CD95、Caspase-3、Caspase-8的表達(dá)[22]。Agarwal等[23]認(rèn)為，暴露BPA會(huì)使海馬神經(jīng)元過(guò)氧化物酶釋放增加，從而誘導(dǎo)活性氧(ROS)產(chǎn)生，因此引起線(xiàn)粒體損傷和自噬，增加PINK1、PARKIN水平和線(xiàn)粒體PARK2易位，從而降低海馬神經(jīng)元的存活率。碘化丙啶(PI)熒光染色發(fā)現(xiàn)PI陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)量增加，Caspase3細(xì)胞的活性增加；細(xì)胞自噬檢測(cè)顯示，微管相關(guān)蛋白輕鏈3(LC3)、高遷移率族蛋白1、姿勢(shì)效應(yīng)蛋白1(Beclin-1)、自噬相關(guān)蛋白5、12、13的表達(dá)增加，多泡小體、自噬體、自噬溶酶體和降解自噬泡增加；組織蛋白酶D、磷脂酰乙醇胺結(jié)合蛋白、LC3-Ⅱ脂質(zhì)化表達(dá)上調(diào)；熱休克蛋白(71、70和60)和過(guò)氧化物酶2在增強(qiáng)溶酶體活性方面起到重要作用，易引起常染色體隱性遺傳早發(fā)性帕金森??；細(xì)胞凋亡和變性死亡、自噬有內(nèi)在聯(lián)系，它們可通過(guò)改變細(xì)胞膜的通透性和凋亡因子的表達(dá)來(lái)影響神經(jīng)細(xì)胞的功能活性，凋亡基因也是細(xì)胞周期調(diào)控過(guò)程的重要組成部分，如抑癌基因P53和Bax通過(guò)誘導(dǎo)基因突變或表觀(guān)遺傳變異使細(xì)胞周期調(diào)控異常，導(dǎo)致正常的細(xì)胞周期遭到破壞，促進(jìn)細(xì)胞的凋亡。研究[24]發(fā)現(xiàn)，暴露BPA的中腦細(xì)胞增殖和分化程度降低，c-Jun氨基酸末端激酶和環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)結(jié)合蛋白磷酸化水平降低，細(xì)胞周期阻滯于S期和M期。BPA對(duì)神經(jīng)元的損傷具有劑量效應(yīng)關(guān)系，Oka等[25]發(fā)現(xiàn)，暴露BPA的爪蟬胚胎前腦和腦室HE染色發(fā)現(xiàn)細(xì)胞和胞核固縮，細(xì)胞原位末端標(biāo)記法染色出現(xiàn)TUNEL陽(yáng)性反應(yīng)。

3 PBDEs的神經(jīng)毒性

PBDEs會(huì)使神經(jīng)元產(chǎn)生氧化損傷作用、通過(guò)影響離子通道的通透性來(lái)改變膜的通透性，從而加速細(xì)胞的凋亡。暴露BDE-47會(huì)增加斑馬魚(yú)腦組織中c-fos、bcl-2、LIGO1b、GRIG1b基因表達(dá)[26]。Sun等[27]發(fā)現(xiàn)，在孕期暴露過(guò)十溴二苯醚(PBDE-209)的海馬神經(jīng)元活性降低，LC3-Ⅱ和Beclin-1蛋白表達(dá)水平升高，P62水平降低，Caspase-3和PARP DNA修復(fù)酶水平上升，Bcl-2和自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤(3-MA)降低，增加了細(xì)胞的凋亡水平。Chen等[28]研究發(fā)現(xiàn)，暴露PBDE-209的海馬神經(jīng)元存活率下降，隨著PBDE-209的染毒劑量增加(10、30、50 μmol/L)，神經(jīng)元凋亡率也增加，P38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)表達(dá)、ROS水平、MDA含量、NO含量和鈣離子含量增加，SOD活性、DNA甲基化水平降低，這對(duì)神經(jīng)元的正常功能產(chǎn)生不利影響。經(jīng)過(guò)(PBDE-209)染毒的小鼠腦的重量降低，大腦皮質(zhì)、海馬、紋狀體和小腦中的MDA含量升高，超氧化物歧化酶(SOD)活力降低，GSH含量降低[29]，暴露BDE-209的海馬神經(jīng)元形態(tài)學(xué)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核固縮，有空泡出現(xiàn)，核深染，細(xì)胞活力下降，N-2酰半胱氨酸減少，P38 MAPK磷酸化增加，ROS水平升高，細(xì)胞內(nèi)鈣含量增加，增加了膜的通透性。

4 B(a)P的神經(jīng)毒性

Nie等[30]發(fā)現(xiàn)，暴露B(a)P的SD仔鼠腦皮質(zhì)神經(jīng)元凋亡率隨染毒劑量的增加而增加，線(xiàn)粒體膜電位降低，Bcl-2蛋白表達(dá)上調(diào)，Bax蛋白表達(dá)下調(diào)，細(xì)胞凋亡信號(hào)能引起細(xì)胞色素c釋放，細(xì)胞色素c能與Caspase-9前體形成凋亡體，然后激活Caspase-3，進(jìn)而引發(fā)Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。隨著暴露B(a)P劑量的增加，皮質(zhì)神經(jīng)元活力下降，SOD活性降低，MDA含量升高，細(xì)胞凋亡率增加[31]。涂白杰等研究發(fā)現(xiàn)，小鼠暴露B(a)P后，光鏡下觀(guān)察到大腦皮質(zhì)椎體層神經(jīng)元核周和胞質(zhì)出現(xiàn)空泡，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，輪廓模糊；電鏡下觀(guān)察到零星的細(xì)胞崩解及壞死。亞慢性暴露B(a)P的小鼠，HE染色發(fā)現(xiàn)腦皮質(zhì)和海馬DG區(qū)、CA3區(qū)、CA1區(qū)有增殖現(xiàn)象，皮質(zhì)和海馬CA3、CA1、DG區(qū)的Bcl-2陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)和光密度均降低；海馬CA3、CA1、DG和皮質(zhì)中Bax陽(yáng)性細(xì)胞核光密度增加，P53、Caspase-3、原癌基因C-myc、細(xì)胞增殖指數(shù)Ki-67蛋白表達(dá)增加，證明暴露B(a)P對(duì)海馬神經(jīng)元凋亡有影響。暴露B(a)P的大鼠海馬Neuro2a細(xì)胞DNA損傷增加，海馬CA1區(qū)TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞、DNA鏈斷裂、8-氧代-2-脫氧鳥(niǎo)苷表達(dá)增加，HE染色觀(guān)察到神經(jīng)元著色深，胞質(zhì)和核皺縮，結(jié)晶紫染色發(fā)現(xiàn)椎體細(xì)胞核小顆粒細(xì)胞喪失。

綜上所述，EEDs暴露會(huì)增加神經(jīng)毒性作用，其機(jī)制可能是通過(guò)影響性激素受體的改變，從而激活抑癌基因、促癌基因、原癌基因、Caspase家族，釋放炎癥因子，改變細(xì)胞周期，增加膜離子通透性，使線(xiàn)粒體損傷并釋放細(xì)胞色素c，導(dǎo)致胞核DNA的斷裂，因此導(dǎo)致神經(jīng)元損傷，形態(tài)學(xué)發(fā)生改變，從而影響神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能。目前，還無(wú)有效預(yù)防神經(jīng)毒性的措施，但從神經(jīng)毒性的發(fā)生過(guò)程來(lái)看，我們可以通過(guò)控制誘導(dǎo)神經(jīng)毒性產(chǎn)生的因素，比如增加神經(jīng)元膜性激素受體的特異性、切斷Caspase的級(jí)聯(lián)效應(yīng)、防止DNA鏈的斷裂方面來(lái)降低神經(jīng)毒性的發(fā)生，為神經(jīng)毒性引起的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的防治提供醫(yī)學(xué)參考。