加州大学洛杉矶健康中心（UCLA Health）的研究人员发现，与未接触毒死蜱（一种广泛使用的农药）的人相比，长期居住环境接触毒死蜱的人患帕金森病的风险高出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丧失。
这项发表在《分子神经退行性疾病》（Molecular Neurodegeneration）上的研究，不仅确定了农药接触与帕金森病之间的联系，还更进一步。通过检查受影响脑细胞内部发生的变化，研究人员揭示了一种生物学机制，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不安联系的常见农药
帕金森病影响着近一百万美国人。这种进行性神经系统疾病会逐渐损害参与运动的脑细胞，常导致震颤、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丧失。这种化学信使使神经细胞能够相互交流，并帮助大脑协调平滑、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随之减弱。
尽管遗传因素会影响谁会患上帕金森病，但研究人员日益关注可能导致该疾病的环境接触因素。农药尤其受到关注，因为一些用于杀灭昆虫或其他农业害虫的化学物质也会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。其住宅用途于2001年在美国被禁止，农业应用也在2021年面临额外限制。然而，这种农药在美国许多作物上仍在使用，并在其他国家继续被广泛应用。
由于接触可能发生在症状出现前的数年，了解毒死蜱潜在的长期影响尤为重要。确定与帕金森病相关的特定化学物质有助于研究人员制定预防策略，并确定先前接触过此类物质的人是否受益于额外的神经监测。
研究人员发现帕金森病风险增加一倍以上
为了调查这一联系，加州大学洛杉矶分校的科学家检查了829名被诊断为帕金森病患者和824名未患此病者的信息。所有参与者都参加了该大学长期进行的“帕金森环境与基因”研究，该研究旨在调查环境接触和遗传因素如何影响帕金森病风险。
研究人员将加利福尼亚州详细的农药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生活和工作的地点，估算个体随时间推移可能接触到的毒死蜱剂量。
结果揭示了一个显著的关联。与未接触毒死蜱的人相比，长期居住环境接触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农药直接导致了帕金森病，但研究人员采取了额外步骤，调查毒死蜱是否会产生在该病患者身上所见的那种脑损伤。
农药如何损伤脑细胞
研究团队让小鼠接触气溶胶形式的毒死蜱，持续11周。这种吸入方式旨在模拟人们在环境中接触农药的一种常见方式。
接触毒死蜱的小鼠出现了运动困难，并丧失了负责产生多巴胺的神经元。这一点尤为重要，因为这些相同神经细胞的退化是帕金森病的一个核心特征。
研究人员还在动物的大脑JianCe测到了炎症，以及一种名为α-突触核蛋白的异常积聚。
在正常条件下，α-突触核蛋白存在于神经细胞中并在其功能中发挥作用。然而，这种蛋白质可能会积聚成异常团块，这与帕金森病密切相关。这些沉积物是研究为何某些脑细胞逐渐恶化的一个主要焦点。
这些发现共同表明，毒死蜱接触可以在实验动物身上复制帕金森病的几个重要特征，从而加强了人群研究发现背后的生物学证据。
科学家发现大脑清理系统的崩溃
研究人员随后转向斑马鱼，以确切调查毒死蜱如何损害神经元。这些小鱼常用于神经科学研究，因为它们允许科学家研究涉及神经细胞发育和存活的生物过程。
他们的实验指向了自噬的破坏，这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不需要的物质。
自噬的功能很像一个内部回收系统。细胞利用它来分解磨损或有缺陷的成分，以免潜在有害物质积聚。这个过程对神经元尤为重要，因为许多神经元必须在人的一生中保持功能正常。
当毒死蜱干扰这一清理系统时，受损物质在神经元内部积聚，导致其恶化。
研究人员还取得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，神经元受到了保护而免受损伤。
这一发现表明，该农药的有害影响可能部分取决于某种生物途径，研究人员未来可能针对该途径开发治疗方法。
预防帕金森病的潜在新策略
这一发现提出了开发治疗方法的可能性，即通过增强大脑的细胞清理机制来帮助保护脆弱的神经元。此类治疗方法最终可能证明对接触过毒死蜱或其他干扰类似过程的农药的人群有用。
然而，保护效果迄今为止仅在实验室模型中得到证实。还需要额外的研究来确定增强自噬能否预防或减少人类中与农药相关的脑损伤。
科学家还希望调查其他常用农药是否干扰相同的细胞机制。尽管毒死蜱在美国的使用量已下降，但许多人在限制措施出台前曾接触过，且相关的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农药接触史、可能受益于更密切神经监测的人群。随着研究人员致力于开发减缓或阻止帕金森病进展的治疗方法，早期识别大脑功能的可能变化将变得愈发重要。
加州大学洛杉矶健康中心神经病学教授、该研究的资深作者Jeff Bronstein博士强调了识别特定化学物质的重要性，而不是将所有农药视为单一类别。
“这项研究确立了毒死蜱是帕金森病的特定环境风险因素，而不仅仅是作为一般类别的农药，”Jeff Bronstein博士说。
“通过在动物模型中展示生物学机制，我们证明了这种联系很可能是因果关系。发现自噬功能障碍驱动神经毒性，也为我们指出了保护脆弱脑细胞的潜在治疗策略。”