加州大学洛杉矶分校健康中心和哈佛大学的研究人员已经确定了10种杀虫剂,这些杀虫剂会显着损害与帕金森病发展有关的神经元,从而提供有关环境毒素在该疾病中的作用的新线索。

研究人员确定了10种对帕金森症相关神经元有毒的杀虫剂

虽然农药暴露等环境因素长期以来一直与帕金森氏症有关,但很难确定哪些农药可能会增加患神经退行性疾病的风险。仅在美国最大的农产品生产国和出口国加利福尼亚州,就有近14,000种农药产品和1,000多种活性成分注册使用。

加州大学洛杉矶分校和哈佛大学的研究人员通过利用加利福尼亚州广泛的农药使用数据库进行流行病学和毒性筛选的新颖配对,能够识别出10种对多巴胺能神经元有直接毒性的农药。神经元在自主运动中起着关键作用,而这些神经元的死亡是帕金森症的标志。

此外,研究人员发现,棉花种植中通常组合使用的杀虫剂的共同暴露比该组中任何一种杀虫剂的毒性都大。

对于这项于5月16日发表在NatureCommunications上的研究,加州大学洛杉矶分校的研究人员检查了参与先前研究的中央谷地帕金森氏病患者几十年来对288种杀虫剂的接触史。

研究人员能够确定每个人的长期接触情况,然后使用他们标记的农药范围关联分析,分别测试每种农药与帕金森氏症的关联。从这个非目标筛选中,研究人员确定了53种似乎与帕金森氏症有关的杀虫剂——其中大部分以前没有研究过潜在联系并且仍在使用。

这些结果由RichardKrolewski博士领导的实验室分析共享,他是哈佛大学神经学讲师和布莱根妇女医院的神经学家。他通过所谓的诱导多能干细胞测试了来自帕金森病患者的多巴胺能神经元中大多数杀虫剂的毒性,这是一种“空白板岩”细胞,可以重新编程为神经元,与那些失去的神经元非常相似帕金森病。

确定对这些神经元有直接毒性的10种杀虫剂包括:四种杀虫剂(三氯杀螨醇、硫丹、二溴氰菊酯、克螨特)、三种除草剂(敌草快、环草索、氟乐灵)和三种杀菌剂(硫酸铜[碱性和五水合物]和灭菌灵)。大多数杀虫剂今天仍在美国使用。

除了它们对多巴胺能神经元的毒性外,几乎没有什么能统一这些杀虫剂。它们具有一系列使用类型,结构不同,并且不共享先前的毒性分类。

根据加利福尼亚州的农药数据库,研究人员还测试了大约同时用于棉田的多种农药的毒性。涉及氟乐灵(加利福尼亚最常用的除草剂之一)的组合产生的毒性最大。农业健康研究是一项涉及杀虫剂施用器的大型研究项目,之前的研究也表明氟乐灵与帕金森病有关。

KimberlyPaul博士是加州大学洛杉矶分校神经病学的主要作者和助理教授,他说这项研究表明他们的方法可以广泛筛选与帕金森氏症有关的杀虫剂,并更好地了解这些关联的强度。

保罗说:“我们能够比以往任何其他研究更多地牵涉到个体代理人,而且它是以完全不可知的方式完成的。”“当你将这种类型的不可知论筛选与现场到工作台范式结合在一起时,你可以查明看起来在疾病中非常重要的杀虫剂。”

研究人员接下来计划使用综合组学研究与暴露相关的表观遗传学和代谢组学特征,以帮助描述在经历过杀虫剂暴露的帕金森氏症患者中哪些生物途径被破坏。Harvard/BrighamandWomen's实验室也在对氟乐灵和铜等杀虫剂影响的特定神经元过程进行更详细的机制研究。

实验室工作的重点是对多巴胺神经元和皮层神经元的不同影响,这分别对帕金森病患者的运动和认知症状很重要。基础科学还扩展到研究杀虫剂对大脑中非神经元细胞(神经胶质细胞)的影响,以更好地了解杀虫剂如何影响这些关键细胞的功能。