環境內分泌干擾物的神經毒性研究進展

徐衛紅，李文梅，許潔

(遵義醫學院，貴州遵義 563000)

近年來，神經系統疾病發病率較高，2015年巴西馬瑙斯大都市區焦慮患病率為8.4%[1]，2014～2015年美國約50%的35歲以上成年人被評估為抑郁癥[2]。我國衛生部門2017年的調查顯示，有1/5的中國人存在心理健康問題，5%的人處于心理疾病狀態。有研究發現，暴露環境內分泌干擾物(EEDs)[3]發現，母鼠孕期暴露擬除蟲菊酯類農藥會引起仔鼠腦皮質神經元凋亡率增加；暴露阻燃劑BDE-153會誘導大鼠腦皮質神經元凋亡[4]，擬除蟲菊酯類農藥、阻燃劑BDE-153均屬于EEDs，EEDs因能與體內雌激素受體(ER)結合，又稱為環境雌激素，廣泛用于洗滌劑、塑料增塑劑、農藥、護膚品、油漆等產品中，因其用途廣，污染也嚴重，在環境、動物、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超標率為15.1%[6]。金槍魚罐頭25 ℃長期貯藏期間BPA的遷移量在7.1～105.4 μg/kg，當加熱(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]。鄰苯二甲酸酯類代謝產物、三羥基苯甲酸酯和BPA在大學生尿液檢出率>60%，且女性高于男性，這可能與女性喜歡用護膚品和化妝品有關[9]。中國南方地區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]。亞洲國家人群尿中BPA檢出率為94.3%[11]?，F就EEDs神經毒性的研究進展情況綜述如下。

1 NP的神經毒性

有研究[12]發現，暴露NP會增加大鼠焦慮行為，降低其學習和記憶行為，且行為的損害程度與暴露NP的劑量呈線性關系，引起這一行為改變的可能因素是NP通過損害ER功能和刺激類視黃醇X受體(RXR)調節的信號通路，來引起早期發育的神經細胞凋亡和毒性[13]，孕期暴露NP，NP可通過胎盤屏障和血腦屏障進入胎兒腦內，降低子代海馬和垂體組織乙酰膽堿轉移酶活性，增強膽堿酯酶活性[14]?？梢栽陔婄R下觀察到垂體神經元胞質深染、胞質濃縮、線粒體腫脹呈空泡樣改變，且伴隨有髓鞘樣改變[15]。在原代海馬神經元培養中，暴露NP會增加凋亡調控因子半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)的活性，誘導乳酸脫氫酶的釋放，從而刺激RXRa、雄烷受體、孕烷X受體mRNAs和蛋白表達增加，使用RXRa、PXR、CAR-siRNA轉染的細胞，較少受到NP誘導Caspase-3的活性和LDH釋放的影響，從而證實性激素受體在NP誘導神經元凋亡的過程中起重要作用[16]。NP可通過激活PC12細胞Caspase-3活化而誘導細胞凋亡[17]。慢性暴露NP會激活Caspase-3通路，從而使小鼠神經元凋亡[18]。暴露NP還會導致斑馬魚胚胎脊索扭曲和形成疝，干擾脊索的分化，增加大腦脊索、脊髓神經元的凋亡水平，在脊索形成疝處也發現了細胞凋亡，引起脊索肌肉和運動神經元缺損[19]。

2 BPA的神經毒性

BPA會破壞人源的神經祖細胞，說明BPA會損害大腦發育[20]。Warita等[21]發現，在下丘腦神經元，當BPA暴露劑量為200 μmol/L時，Caspase-3和轉化相關蛋白73的表達水平降低，并且檢測到皮質P53、CD95、Caspase-3、Caspase-8的表達[22]。Agarwal等[23]認為，暴露BPA會使海馬神經元過氧化物酶釋放增加，從而誘導活性氧(ROS)產生，因此引起線粒體損傷和自噬，增加PINK1、PARKIN水平和線粒體PARK2易位，從而降低海馬神經元的存活率。碘化丙啶(PI)熒光染色發現PI陽性細胞的數量增加，Caspase3細胞的活性增加；細胞自噬檢測顯示，微管相關蛋白輕鏈3(LC3)、高遷移率族蛋白1、姿勢效應蛋白1(Beclin-1)、自噬相關蛋白5、12、13的表達增加，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、磷脂酰乙醇胺結合蛋白、LC3-Ⅱ脂質化表達上調；熱休克蛋白(71、70和60)和過氧化物酶2在增強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性帕金森??；細胞凋亡和變性死亡、自噬有內在聯系，它們可通過改變細胞膜的通透性和凋亡因子的表達來影響神經細胞的功能活性，凋亡基因也是細胞周期調控過程的重要組成部分，如抑癌基因P53和Bax通過誘導基因突變或表觀遺傳變異使細胞周期調控異常，導致正常的細胞周期遭到破壞，促進細胞的凋亡。研究[24]發現，暴露BPA的中腦細胞增殖和分化程度降低，c-Jun氨基酸末端激酶和環磷酸腺苷反應結合蛋白磷酸化水平降低，細胞周期阻滯于S期和M期。BPA對神經元的損傷具有劑量效應關系，Oka等[25]發現，暴露BPA的爪蟬胚胎前腦和腦室HE染色發現細胞和胞核固縮，細胞原位末端標記法染色出現TUNEL陽性反應。

3 PBDEs的神經毒性

PBDEs會使神經元產生氧化損傷作用、通過影響離子通道的通透性來改變膜的通透性，從而加速細胞的凋亡。暴露BDE-47會增加斑馬魚腦組織中c-fos、bcl-2、LIGO1b、GRIG1b基因表達[26]。Sun等[27]發現，在孕期暴露過十溴二苯醚(PBDE-209)的海馬神經元活性降低，LC3-Ⅱ和Beclin-1蛋白表達水平升高，P62水平降低，Caspase-3和PARP DNA修復酶水平上升，Bcl-2和自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤(3-MA)降低，增加了細胞的凋亡水平。Chen等[28]研究發現，暴露PBDE-209的海馬神經元存活率下降，隨著PBDE-209的染毒劑量增加(10、30、50 μmol/L)，神經元凋亡率也增加，P38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)表達、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，這對神經元的正常功能產生不利影響。經過(PBDE-209)染毒的小鼠腦的重量降低，大腦皮質、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的海馬神經元形態學觀察發現細胞核固縮，有空泡出現，核深染，細胞活力下降，N-2酰半胱氨酸減少，P38 MAPK磷酸化增加，ROS水平升高，細胞內鈣含量增加，增加了膜的通透性。

4 B(a)P的神經毒性

Nie等[30]發現，暴露B(a)P的SD仔鼠腦皮質神經元凋亡率隨染毒劑量的增加而增加，線粒體膜電位降低，Bcl-2蛋白表達上調，Bax蛋白表達下調，細胞凋亡信號能引起細胞色素c釋放，細胞色素c能與Caspase-9前體形成凋亡體，然后激活Caspase-3，進而引發Caspase級聯反應，導致細胞凋亡。隨著暴露B(a)P劑量的增加，皮質神經元活力下降，SOD活性降低，MDA含量升高，細胞凋亡率增加[31]。涂白杰等研究發現，小鼠暴露B(a)P后，光鏡下觀察到大腦皮質椎體層神經元核周和胞質出現空泡，細胞結構被破壞，輪廓模糊；電鏡下觀察到零星的細胞崩解及壞死。亞慢性暴露B(a)P的小鼠，HE染色發現腦皮質和海馬DG區、CA3區、CA1區有增殖現象，皮質和海馬CA3、CA1、DG區的Bcl-2陽性細胞數和光密度均降低；海馬CA3、CA1、DG和皮質中Bax陽性細胞核光密度增加，P53、Caspase-3、原癌基因C-myc、細胞增殖指數Ki-67蛋白表達增加，證明暴露B(a)P對海馬神經元凋亡有影響。暴露B(a)P的大鼠海馬Neuro2a細胞DNA損傷增加，海馬CA1區TUNEL陽性細胞、DNA鏈斷裂、8-氧代-2-脫氧鳥苷表達增加，HE染色觀察到神經元著色深，胞質和核皺縮，結晶紫染色發現椎體細胞核小顆粒細胞喪失。

綜上所述，EEDs暴露會增加神經毒性作用，其機制可能是通過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，改變細胞周期，增加膜離子通透性，使線粒體損傷并釋放細胞色素c，導致胞核DNA的斷裂，因此導致神經元損傷，形態學發生改變，從而影響神經系統的正常功能。目前，還無有效預防神經毒性的措施，但從神經毒性的發生過程來看，我們可以通過控制誘導神經毒性產生的因素，比如增加神經元膜性激素受體的特異性、切斷Caspase的級聯效應、防止DNA鏈的斷裂方面來降低神經毒性的發生，為神經毒性引起的神經系統疾病的防治提供醫學參考。