Cell：新研究評估環境暴露對神經系統疾病的影響

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基因和環境都會影響一個人的患病風險。儘管基因經常被分類、干擾、激活、關閉，並在實驗室中進行系統測試，但是對環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院的研究人員開發出一種方法，它能夠系統性地同時評估數百種環境因素對神經系統疾病產生的影響。通過一系列實驗，他們確定出促進神經炎症的環境因素，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」。

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2018.12.012

論文通訊作者、布萊根婦女醫院安-羅姆尼神經疾病中心首席研究員Francisco Quintana博士說道，「當我們研究炎症和神經變性時，我們了解到環境可能與遺傳一樣重要。我們創建了一個平台來系統性地研究環境暴露的未被研究的影響。

比如，我們追蹤了我們的熱門產品之一，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並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產品和消費產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境保護署（EPA）建立，並提供給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性硬化症相關的信號通路的化合物。他們從中發現了75種候選化合物。

通過使用一種新的斑馬魚多發性硬化症模型，Quintana團隊將每種化合物添加到水中並評估它對中樞神經系統炎症的影響。

他們將範圍縮小到5種增加nos2a活性的化合物，其中nos2a是一個與炎症相關的基因。這些研究人員在小鼠星形膠質細胞---位於大腦和脊髓中的星形細胞---中測試了這5種化合物。

他們發現一種稱為利谷隆（linuron）的除草劑和一種稱為氨基甲酸甲酯（methyl carbamate）的在紡織業、高分子行業和製藥行業中使用的化合物可增強星形膠質細胞中的炎症。

利谷隆是一種用於農業的除草劑，可殺死雜草。雖然目前在美國和其他地方有售，但由於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性硬化症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細胞中的炎症反應。

他們的研究結果強調了Sigmar1的作用。Sigmar1是一種與肌萎縮側索硬化症（ALS）等神經系統疾病產生相關聯的膜受體。

這些研究人員指出他們的研究結果僅限於這些測試過的976種化合物，但是如果有更大的化學物庫可供測試，那麼他們的方法可以擴大規模。

這項研究旨在確定影響中樞神經系統炎症的潛在環境暴露。不過，他們提醒道，還需要進行後續流行病學研究，以便進一步評估這些發現及其對人類的影響。

原始資訊：

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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