新研究評估環(huán)境暴露對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的影響

基因和環(huán)境都會影響一個人的患病風險。盡管基因經(jīng)常被分類、干擾、激活、關閉，并在實驗室中進行系統(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。通過一系列實驗，他們確定出促進神經(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。相關研究結果發(fā)表在2019年1月24日的Cell期刊上，論文標題為“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。我們的研究目標是獲得能夠指導未來流行病學的結果并鑒定出可作用的靶標。”

Quintana及其同事們首先研究了來自從工業(yè)產(chǎn)品和消費產(chǎn)品到食品添加劑的多種來源的976種化學物。這個稱為ToxCast化學物清單（ToxCast chemical inventory）的化學物庫由美國環(huán)境保護署（EPA）建立，并提供給Quintana及其同事們進行研究。他們首先通過生物信息學分析鑒定出影響之前已知與多發(fā)性硬化癥相關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團隊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是一個與炎癥相關的基因。這些研究人員在小鼠星形膠質(zhì)細胞---位于大腦和脊髓中的星形細胞---中測試了這5種化合物。他們發(fā)現(xiàn)一種稱為利谷隆（linuron）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星形膠質(zhì)細胞中的炎癥。

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險，它最近在歐洲被禁止使用。通過開展生物信息學分析、在實驗室對來自小鼠和多發(fā)性硬化癥患者的細胞進行研究、基因編輯和計算建模，Quintana團隊確定了一個分子通路，通過這種通路，利谷隆可能驅動星形膠質(zhì)細胞中的炎癥反應。他們的研究結果強調(diào)了Sigmar1的作用。Sigmar1是一種與肌萎縮側索硬化癥（ALS）等神經(jīng)系統(tǒng)疾病產(chǎn)生相關聯(lián)的膜受體。

這些研究人員指出他們的研究結果**于這些測試過的976種化合物，但是如果有更大的化學物庫可供測試，那么他們的方法可以擴大規(guī)模。這項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，還需要進行后續(xù)流行病學研究，以便進一步評估這些發(fā)現(xiàn)及其對人類的影響。