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Cell:新研究评估环境暴露对神经系统疾病的影响

来源:本站原创 2019-01-25 23:08

2019年1月25日/生物谷BIOON/---基因和环境都会影响一个人的患病风险。尽管基因经常被分类、干扰、激活、关闭,并在实验室中进行系统测试,但是对环境暴露的研究往往是一次性的。

在一项新的研究中,来自美国布莱根妇女医院的研究人员开发出一种方法,它能够系统性地同时评估数百种环境因素对神经系统疾病产生的影响。通过一系列实验,他们确定出促进神经炎症的环境因素,包括一种目前在美国使用但在欧洲被禁用的的除草剂。相关研究结果发表在2019年1月24日的Cell期刊上,论文标题为“Environmental Control of Astrocyte Pathogenic Activities in CNS Inflammation”。
图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2018.12.012。

论文通讯作者、布莱根妇女医院安-罗姆尼神经疾病中心首席研究员Francisco Quintana博士说道,“当我们研究炎症和神经变性时,我们了解到环境可能与遗传一样重要。我们创建了一个平台来系统性地研究环境暴露的未被研究的影响。比如,我们追踪了我们的热门产品之一,即一种目前在欧洲被禁用的除草剂。我们的研究目标是获得能够指导未来流行病学的结果并鉴定出可作用的靶标。”

Quintana及其同事们首先研究了来自从工业产品和消费产品到食品添加剂的多种来源的976种化学物。这个称为ToxCast化学物清单(ToxCast chemical inventory)的化学物库由美国环境保护署(EPA)建立,并提供给Quintana及其同事们进行研究。他们首先通过生物信息学分析鉴定出影响之前已知与多发性硬化症相关的信号通路的化合物。他们从中发现了75种候选化合物。

通过使用一种新的斑马鱼多发性硬化症模型,Quintana团队将每种化合物添加到水中并评估它对中枢神经系统炎症的影响。他们将范围缩小到5种增加nos2a活性的化合物,其中nos2a是一个与炎症相关的基因。这些研究人员在小鼠星形胶质细胞---位于大脑和脊髓中的星形细胞---中测试了这5种化合物。他们发现一种称为利谷隆(linuron)的除草剂和一种称为氨基甲酸甲酯(methyl carbamate)的在纺织业、高分子行业和制药行业中使用的化合物可增强星形胶质细胞中的炎症。

利谷隆是一种用于农业的除草剂,可杀死杂草。虽然目前在美国和其他地方有售,但由于对哺乳动物的潜在风险,它最近在欧洲被禁止使用。通过开展生物信息学分析、在实验室对来自小鼠和多发性硬化症患者的细胞进行研究、基因编辑和计算建模,Quintana团队确定了一个分子通路,通过这种通路,利谷隆可能驱动星形胶质细胞中的炎症反应。他们的研究结果强调了Sigmar1的作用。Sigmar1是一种与肌萎缩侧索硬化症(ALS)等神经系统疾病产生相关联的膜受体。

这些研究人员指出他们的研究结果仅限于这些测试过的976种化合物,但是如果有更大的化学物库可供测试,那么他们的方法可以扩大规模。这项研究旨在确定影响中枢神经系统炎症的潜在环境暴露。不过,他们提醒道,还需要进行后续流行病学研究,以便进一步评估这些发现及其对人类的影响。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Michael A. Wheeler et al. Environmental Control of Astrocyte Pathogenic Activities in CNS Inflammation. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2018.12.012.
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