加州大学洛杉矶分校医疗中心（UCLA Health）的研究人员发现，长期居住环境暴露于毒死蜱（一种广泛使用的杀虫剂）的人群，罹患帕金森病的风险是未暴露者的2.5倍以上。实验室实验还揭示了该化学物质如何干扰大脑清除受损蛋白质的能力，从而导致对控制运动至关重要的神经细胞丢失。
这项发表在《分子神经退行性疾病》（Molecular Neurodegeneration）上的研究，不仅识别了杀虫剂暴露与帕金森病之间的关联。通过检查受影响脑细胞内部发生的变化，研究人员发现了一种生物学机制，该机制最终可能为保护大脑免受损伤提供新途径。
一种与帕金森病存在令人担忧关联的常见杀虫剂
帕金森病影响着近100万美国人。这种进行性神经系统疾病会逐渐损害参与运动的脑细胞，常引起震颤、肌肉僵硬、运动迟缓以及协调困难。
帕金森病的决定性特征之一是产生多巴胺的神经元丢失。这种化学信使使神经细胞得以相互交流，并帮助大脑协调平稳、受控的运动。随着多巴胺水平下降，大脑调节这些运动的能力也随之减弱。
尽管遗传因素可以影响谁会患上帕金森病，但研究人员越来越关注可能同样导致该疾病的环境暴露。杀虫剂尤其受到关注，因为某些用于杀灭昆虫或其他农业害虫的化学物质也可能干扰神经系统的生物过程。
毒死蜱已在农业中被广泛使用数十年。美国于2001年禁止其住宅使用，并于2021年对农业用途实施了额外限制。然而，该杀虫剂在美国仍被用于多种作物，并在其他国家继续被广泛使用。
由于暴露可能发生在症状出现的多年之前，了解毒死蜱的潜在长期影响尤为重要。识别与帕金森病相关的特定化学物质，可以帮助研究人员制定预防策略，并确定既往暴露者是否可以从额外的神经学监测中受益。
研究人员发现帕金森病风险增加一倍以上
为调查这一关联，加州大学洛杉矶分校的科学家分析了829名被诊断为帕金森病的患者和824名未患该病者的信息。所有参与者均加入了该校长期开展的“帕金森病环境与基因”研究，该研究旨在调查环境暴露和遗传因素如何影响帕金森病风险。
研究人员将加州详细的杀虫剂施用记录与参与者的居住和工作地址历史相结合。这使他们能够根据参与者的居住和工作地点，估算每个人随时间推移可能接触到的毒死蜱剂量。
结果显示出显著的关联。与无此类暴露的人相比，长期居住环境暴露于毒死蜱的人患帕金森病的风险高出2.5倍以上。
尽管这项人群分析无法确定该杀虫剂直接导致了帕金森病，但研究人员进一步调查了毒死蜱是否能产生在该病患者中观察到的那种脑损伤。
杀虫剂如何损害脑细胞
研究团队让小鼠以气溶胶形式接触毒死蜱11周。这种吸入方式旨在模拟人们在环境中接触杀虫剂的一种常见途径。
暴露的小鼠出现了运动障碍，并丢失了负责产生多巴胺的神经元。这一点尤为重要，因为这些神经细胞的退行性变正是帕金森病的核心特征。
研究人员还在动物大脑JianCe测到炎症，以及一种名为α-突触核蛋白的蛋白质的异常累积。
在正常情况下，α-突触核蛋白存在于神经细胞中并参与其功能。然而，该蛋白质会累积成异常团块，与帕金森病密切相关。这些沉积物是研究某些脑细胞为何逐渐退化的主要焦点。
综合来看，这些发现表明毒死蜱暴露能够在实验室动物中重现帕金森病的若干重要特征，增强了人群研究背后的生物学证据。
科学家发现大脑清理系统的故障
研究人员随后利用斑马鱼来研究毒死蜱究竟如何损害神经元。这种小鱼常被用于神经科学研究，因为它们使科学家能够研究与神经细胞发育和存活相关的生物过程。
他们的实验指向自噬过程的破坏。自噬是一种天然的细胞维护过程，有助于清除受损蛋白质和其他无用物质。
自噬的功能很像一个内部回收系统。细胞利用它来分解老化或有缺陷的组分，从而防止潜在有害物质的累积。这一过程对神经元尤为重要，因为许多神经元必须在人的整个生命周期内保持功能。
当毒死蜱干扰这一清理系统时，受损物质在神经元内部累积，促使其退化。
研究人员还得到了一个令人鼓舞的发现。当他们在实验中恢复细胞清理过程或去除突触核蛋白时，神经元得到了保护，免受损伤。
这一发现表明，该杀虫剂的有害影响可能部分依赖于一条研究人员有望通过未来治疗手段加以干预的生物学通路。
预防帕金森病的潜在新策略
这一发现提出了开发强化大脑细胞清理机制并帮助保护脆弱神经元的疗法的可能性。此类治疗最终可能对接触过毒死蜱或其他干扰类似过程的杀虫剂的人群有所帮助。
然而，这些保护效果迄今为止仅在实验室模型中得到验证。要确定增强自噬能否预防或减少人类中与杀虫剂相关的脑损伤，还需要进一步研究。
科学家还希望研究其他常用杀虫剂是否会干扰相同的细胞机制。尽管毒死蜱在美国的使用已经减少，但许多人在限制措施出台之前已经暴露，且相关农业化学品仍被广泛使用。
这些发现还可能有助于识别有大量杀虫剂暴露史、可能从更密切的神经学监测中获益的人群。随着研究人员努力开发减缓或预防帕金森病进展的治疗方法，更早识别大脑功能的可能变化可能变得愈发重要。
该研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校医疗中心神经病学教授Jeff Bronstein博士强调，识别特定化学物质的重要性，而不是将所有杀虫剂视为单一类别。
“这项研究确立了毒死蜱是帕金森病的一个特定环境风险因素，而不仅仅是泛指的杀虫剂类别，”Jeff Bronstein博士说。
“通过在动物模型中展示生物学机制，我们证明了这种关联很可能是因果关系。自噬功能障碍驱动神经毒性的发现，还为我们指出了保护脆弱脑细胞的潜在治疗策略。”