环境内分泌干扰物的神经毒性研究进展

徐卫红，李文梅，许洁

(遵义医学院，贵州遵义 563000)

近年来，神经系统疾病发病率较高，2015年巴西马瑙斯大都市区焦虑患病率为8.4%[1]，2014～2015年美国约50%的35岁以上成年人被评估为抑郁症[2]。我国卫生部门2017年的调查显示，有1/5的中国人存在心理健康问题，5%的人处于心理疾病状态。有研究发现，暴露环境内分泌干扰物(EEDs)[3]发现，母鼠孕期暴露拟除虫菊酯类农药会引起仔鼠脑皮质神经元凋亡率增加；暴露阻燃剂BDE-153会诱导大鼠脑皮质神经元凋亡[4]，拟除虫菊酯类农药、阻燃剂BDE-153均属于EEDs，EEDs因能与体内雌激素受体(ER)结合，又称为环境雌激素，广泛用于洗涤剂、塑料增塑剂、农药、护肤品、油漆等产品中，因其用途广，污染也严重，在环境、动物、人群中均有检出，在蔬菜和水果中均检出NP[5]，婴幼儿奶粉NP超标率为15.1%[6]。金枪鱼罐头25 ℃长期贮藏期间BPA的迁移量在7.1～105.4 μg/kg，当加热(121 ℃)90 min后迁移率增高[7]。在人体肝、脂肪和脑组织中均有NP、三氯苯氧氯酚(TCS)和BPA检出[8]。邻苯二甲酸酯类代谢产物、三羟基苯甲酸酯和BPA在大学生尿液检出率>60%，且女性高于男性，这可能与女性喜欢用护肤品和化妆品有关[9]。中国南方地区3～11岁儿童尿液样品中BPA、BPS、TCS含量较高，检出率分别为93%、89%、95%[10]。亚洲国家人群尿中BPA检出率为94.3%[11]。现就EEDs神经毒性的研究进展情况综述如下。

1 NP的神经毒性

有研究[12]发现，暴露NP会增加大鼠焦虑行为，降低其学习和记忆行为，且行为的损害程度与暴露NP的剂量呈线性关系，引起这一行为改变的可能因素是NP通过损害ER功能和刺激类视黄醇X受体(RXR)调节的信号通路，来引起早期发育的神经细胞凋亡和毒性[13]，孕期暴露NP，NP可通过胎盘屏障和血脑屏障进入胎儿脑内，降低子代海马和垂体组织乙酰胆碱转移酶活性，增强胆碱酯酶活性[14]。可以在电镜下观察到垂体神经元胞质深染、胞质浓缩、线粒体肿胀呈空泡样改变，且伴随有髓鞘样改变[15]。在原代海马神经元培养中，暴露NP会增加凋亡调控因子半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)的活性，诱导乳酸脱氢酶的释放，从而刺激RXRa、雄烷受体、孕烷X受体mRNAs和蛋白表达增加，使用RXRa、PXR、CAR-siRNA转染的细胞，较少受到NP诱导Caspase-3的活性和LDH释放的影响，从而证实性激素受体在NP诱导神经元凋亡的过程中起重要作用[16]。NP可通过激活PC12细胞Caspase-3活化而诱导细胞凋亡[17]。慢性暴露NP会激活Caspase-3通路，从而使小鼠神经元凋亡[18]。暴露NP还会导致斑马鱼胚胎脊索扭曲和形成疝，干扰脊索的分化，增加大脑脊索、脊髓神经元的凋亡水平，在脊索形成疝处也发现了细胞凋亡，引起脊索肌肉和运动神经元缺损[19]。

2 BPA的神经毒性

BPA会破坏人源的神经祖细胞，说明BPA会损害大脑发育[20]。Warita等[21]发现，在下丘脑神经元，当BPA暴露剂量为200 μmol/L时，Caspase-3和转化相关蛋白73的表达水平降低，并且检测到皮质P53、CD95、Caspase-3、Caspase-8的表达[22]。Agarwal等[23]认为，暴露BPA会使海马神经元过氧化物酶释放增加，从而诱导活性氧(ROS)产生，因此引起线粒体损伤和自噬，增加PINK1、PARKIN水平和线粒体PARK2易位，从而降低海马神经元的存活率。碘化丙啶(PI)荧光染色发现PI阳性细胞的数量增加，Caspase3细胞的活性增加；细胞自噬检测显示，微管相关蛋白轻链3(LC3)、高迁移率族蛋白1、姿势效应蛋白1(Beclin-1)、自噬相关蛋白5、12、13的表达增加，多泡小体、自噬体、自噬溶酶体和降解自噬泡增加；组织蛋白酶D、磷脂酰乙醇胺结合蛋白、LC3-Ⅱ脂质化表达上调；热休克蛋白(71、70和60)和过氧化物酶2在增强溶酶体活性方面起到重要作用，易引起常染色体隐性遗传早发性帕金森病；细胞凋亡和变性死亡、自噬有内在联系，它们可通过改变细胞膜的通透性和凋亡因子的表达来影响神经细胞的功能活性，凋亡基因也是细胞周期调控过程的重要组成部分，如抑癌基因P53和Bax通过诱导基因突变或表观遗传变异使细胞周期调控异常，导致正常的细胞周期遭到破坏，促进细胞的凋亡。研究[24]发现，暴露BPA的中脑细胞增殖和分化程度降低，c-Jun氨基酸末端激酶和环磷酸腺苷反应结合蛋白磷酸化水平降低，细胞周期阻滞于S期和M期。BPA对神经元的损伤具有剂量效应关系，Oka等[25]发现，暴露BPA的爪蝉胚胎前脑和脑室HE染色发现细胞和胞核固缩，细胞原位末端标记法染色出现TUNEL阳性反应。

3 PBDEs的神经毒性

PBDEs会使神经元产生氧化损伤作用、通过影响离子通道的通透性来改变膜的通透性，从而加速细胞的凋亡。暴露BDE-47会增加斑马鱼脑组织中c-fos、bcl-2、LIGO1b、GRIG1b基因表达[26]。Sun等[27]发现，在孕期暴露过十溴二苯醚(PBDE-209)的海马神经元活性降低，LC3-Ⅱ和Beclin-1蛋白表达水平升高，P62水平降低，Caspase-3和PARP DNA修复酶水平上升，Bcl-2和自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)降低，增加了细胞的凋亡水平。Chen等[28]研究发现，暴露PBDE-209的海马神经元存活率下降，随着PBDE-209的染毒剂量增加(10、30、50 μmol/L)，神经元凋亡率也增加，P38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)表达、ROS水平、MDA含量、NO含量和钙离子含量增加，SOD活性、DNA甲基化水平降低，这对神经元的正常功能产生不利影响。经过(PBDE-209)染毒的小鼠脑的重量降低，大脑皮质、海马、纹状体和小脑中的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的海马神经元形态学观察发现细胞核固缩，有空泡出现，核深染，细胞活力下降，N-2酰半胱氨酸减少，P38 MAPK磷酸化增加，ROS水平升高，细胞内钙含量增加，增加了膜的通透性。

4 B(a)P的神经毒性

Nie等[30]发现，暴露B(a)P的SD仔鼠脑皮质神经元凋亡率随染毒剂量的增加而增加，线粒体膜电位降低，Bcl-2蛋白表达上调，Bax蛋白表达下调，细胞凋亡信号能引起细胞色素c释放，细胞色素c能与Caspase-9前体形成凋亡体，然后激活Caspase-3，进而引发Caspase级联反应，导致细胞凋亡。随着暴露B(a)P剂量的增加，皮质神经元活力下降，SOD活性降低，MDA含量升高，细胞凋亡率增加[31]。涂白杰等研究发现，小鼠暴露B(a)P后，光镜下观察到大脑皮质椎体层神经元核周和胞质出现空泡，细胞结构被破坏，轮廓模糊；电镜下观察到零星的细胞崩解及坏死。亚慢性暴露B(a)P的小鼠，HE染色发现脑皮质和海马DG区、CA3区、CA1区有增殖现象，皮质和海马CA3、CA1、DG区的Bcl-2阳性细胞数和光密度均降低；海马CA3、CA1、DG和皮质中Bax阳性细胞核光密度增加，P53、Caspase-3、原癌基因C-myc、细胞增殖指数Ki-67蛋白表达增加，证明暴露B(a)P对海马神经元凋亡有影响。暴露B(a)P的大鼠海马Neuro2a细胞DNA损伤增加，海马CA1区TUNEL阳性细胞、DNA链断裂、8-氧代-2-脱氧鸟苷表达增加，HE染色观察到神经元着色深，胞质和核皱缩，结晶紫染色发现椎体细胞核小颗粒细胞丧失。

综上所述，EEDs暴露会增加神经毒性作用，其机制可能是通过影响性激素受体的改变，从而激活抑癌基因、促癌基因、原癌基因、Caspase家族，释放炎症因子，改变细胞周期，增加膜离子通透性，使线粒体损伤并释放细胞色素c，导致胞核DNA的断裂，因此导致神经元损伤，形态学发生改变，从而影响神经系统的正常功能。目前，还无有效预防神经毒性的措施，但从神经毒性的发生过程来看，我们可以通过控制诱导神经毒性产生的因素，比如增加神经元膜性激素受体的特异性、切断Caspase的级联效应、防止DNA链的断裂方面来降低神经毒性的发生，为神经毒性引起的神经系统疾病的防治提供医学参考。