科学家发现柴油废气与帕金森病风险之间存在关

- 编辑:大众自然网 -

科学家发现柴油废气与帕金森病风险之间存在关

加州大学洛杉矶分校在斑马鱼身上进行的一项新研究发现,空气污染会损害脑细胞,可能会导致帕金森氏症。

发表在同行评审期刊《毒理学科学》(Toxicological Sciences)上的研究结果显示,柴油废气中的化学物质会引发大脑中一种名为α-synuclein的蛋白质的毒性积聚,这种蛋白质在患有这种疾病的人身上很常见。

此前的研究表明,生活在交通污染严重地区的人患帕金森病的几率更高。为了了解污染物对大脑的影响,神经学教授、加州大学洛杉矶分校运动障碍项目(UCLA Movement Disorders Program)主任杰夫·布朗斯坦(Jeff Bronstein)博士在实验室里测试了柴油废气对斑马鱼的影响。

布朗斯坦说:“能够证明空气污染究竟是造成这种影响的罪魁祸首,还是城市环境中的其他因素,这一点非常重要。”

他说,在斑马鱼身上测试这些化学物质,可以让研究人员梳理出空气污染成分是否会以某种方式影响脑细胞,从而增加患帕金森症的风险。淡水鱼很适合研究大脑中的分子变化,因为它的神经元以一种与人类相似的方式相互作用。此外,这种鱼是透明的,科学家可以很容易地观察和测量生物过程,而不会杀死动物。

该研究的第一作者、加州大学洛杉矶分校博士后丽莎·巴恩希尔说:“研究斑马鱼可以让我们了解它们在研究过程中不同时间点的大脑活动。”

巴恩希尔将柴油废气中发现的某些化学物质添加到饲养斑马鱼的水中。这些化学物质改变了动物的行为,研究人员证实,暴露在辐射下的鱼的神经元正在死亡。

接下来,他们研究了大脑中与帕金森氏症有关的几个通路的活动,以精确地了解污染物颗粒是如何导致细胞死亡的。

在人类中,帕金森病与大脑中α-synuclein蛋白的毒性积聚有关。这些蛋白质形成的一种方式是通过自噬的破坏——即分解旧的或受损的蛋白质的过程。一个健康的大脑不断地制造和处理神经元之间交流所需要的蛋白质,但当这个处理过程停止时,细胞继续制造新的蛋白质,旧的永远不会被清除掉。

在帕金森氏症中,通常会被处理掉的α-synuclein蛋白会以有毒团块的形式堆积在神经元内和周围,最终杀死它们并干扰大脑的正常运作。这会导致各种症状,如震颤和肌肉僵硬。

在将斑马鱼暴露于柴油微粒之前,研究人员检查了斑马鱼的神经细胞,看它们的神经细胞是否有泄露信息的小囊,这些小囊负责自噬处理过程中的旧蛋白质,包括α-synuclein,结果发现这个过程是正常的。

布朗斯坦说:“我们实际上可以看到它们移动,出现和消失。”

然而,在柴油暴露后,他们看到的垃圾袋比正常情况下要少得多。为了证实这就是脑细胞死亡的原因,他们用一种药物来处理这些鱼,这种药物可以促进垃圾处理过程,并发现它确实可以避免细胞在柴油暴露后死亡。

为了证实柴油对人类神经元也有同样的作用,研究人员用培养的人类细胞复制了这个实验。暴露于柴油废气对这些电池也有类似的影响。

布朗斯坦说:“总的来说,这份报告为空气污染可能增加帕金森病风险提供了一种合理的机制。”