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磁鐵礦納米顆粒(MNP)在大腦中積聚引發(fā)神經(jīng)毒性的機(jī)制解析

瀏覽次數(shù):35 發(fā)布日期:2026-3-18  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)

磁性,作為納米材料的一項(xiàng)關(guān)鍵特性,在科研領(lǐng)域一直備受關(guān)注。天然形成的、偶然產(chǎn)生的以及人工合成的磁性納米顆粒,廣泛分布于自然界和人類日;顒又校瑹o處不在。

其中,磁鐵礦納米顆粒(MNP)作為一種空氣污染物,具有極大的潛在危害。它不僅能輕松進(jìn)入人體,甚至可以直達(dá)大腦,進(jìn)而引發(fā)一系列嚴(yán)重的健康問題。然而,在眾多影響納米顆粒生物分布和毒性的因素中,如尺寸、形狀、表面化學(xué)等,磁性所起到的作用,此前一直是科學(xué)界的未解之謎。

納米顆粒要展現(xiàn)出磁性,離不開磁場的“助力”。而在我們的日常生活中,磁場無處不在。我們常用的手機(jī)和無線耳機(jī)等電子設(shè)備,其內(nèi)部自帶的磁性部件,時刻都在產(chǎn)生著磁場。

近日,中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心科研團(tuán)隊(duì),在 ACS Nano 期刊上發(fā)表了一篇題為“Brain Accumulation of Airborne Magnetite Nanoparticles under Earphone/Smartphone-Embedded Magnetic Fields Triggers Neurotoxicity”的研究論文,為我們揭開了其中的奧秘。

 
該研究明確指出,耳機(jī)和智能手機(jī)內(nèi)置的磁場(EEM)會成為“幫兇”,促進(jìn)空氣中的磁鐵礦納米顆粒(MNP)在大腦中大量積聚,進(jìn)而引發(fā)神經(jīng)毒性。這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了納米材料磁性與毒性之間的緊密關(guān)聯(lián),還首次發(fā)現(xiàn)外源性納米顆?勺鳛榇艌霰┞队绊懡】档闹苯咏橘|(zhì),為磁場暴露和空氣污染對健康的影響提供了全新的視角。

一、研究究竟有何發(fā)現(xiàn)?
在這項(xiàng)研究中,科研團(tuán)隊(duì)選用了 6 至 8 周齡的 C57BL/6J 小鼠作為實(shí)驗(yàn)對象,讓它們同時暴露于空氣中的磁鐵礦納米顆粒(MNP)和耳機(jī)/智能手機(jī)內(nèi)置磁場(EEM)環(huán)境中,以此探究納米材料磁性對吸入納米顆粒在體內(nèi)命運(yùn)以及神經(jīng)毒性的潛在影響。

 
研究發(fā)現(xiàn),耳機(jī)和智能手機(jī)內(nèi)部嵌入的永磁體能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(EEM)。當(dāng)環(huán)境空氣中存在磁鐵礦納米顆粒(這些顆粒主要來源于燃煤飛灰等污染源)時,與不存在 EEM 的情況相比,EEM 會使吸入的 MNP 在大腦中的蓄積量急劇增加,約達(dá)到原來的 5 倍。

更為關(guān)鍵的是,這種“磁場 + 磁性顆粒”的雙重暴露,對小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力造成了顯著損害。在經(jīng)典的“水迷宮”測試中,暴露組的小鼠難以記住逃生平臺的位置,表現(xiàn)明顯不如正常小鼠。

二、微小磁性顆粒如何傷害大腦?
(1)“吸鐵石”效應(yīng)凸顯

磁場就像一塊強(qiáng)大的“吸鐵石”,能夠?qū)⒀褐醒h(huán)的磁性顆粒更多地“拉”向大腦區(qū)域,從而導(dǎo)致這些顆粒在大腦中異常積累,打破大腦原有的平衡狀態(tài)。

(2)激活“壞信號”通路
通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)、免疫組織化學(xué)、金屬組學(xué)和反應(yīng)組學(xué)等一系列分析發(fā)現(xiàn),磁性顆粒在大腦海馬體(這是負(fù)責(zé)記憶的關(guān)鍵區(qū)域)的積累,引發(fā)了基因表達(dá)的顯著變化。許多與阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的信號通路被激活,尤其是 MAPK 和 GTP 酶相關(guān)通路,為大腦健康埋下了隱患。
  
(3)遭受多重打擊
這些磁性顆粒本身具有較強(qiáng)的表面活性,就像一個個“小炸彈”,可能催化產(chǎn)生有害的自由基,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),甚至導(dǎo)致蛋白質(zhì)錯誤折疊和聚集。與暴露于非磁鐵礦納米顆粒、非磁性工程化氧化鐵納米顆;蛉醮判缘 PM2.5 的情況相比,磁性介導(dǎo)的毒性機(jī)制在小鼠中誘導(dǎo)了更為嚴(yán)重的行為損傷。

三、對我們有何影響?
這項(xiàng)研究首次在動物模型中證實(shí),手機(jī)和耳機(jī)產(chǎn)生的靜態(tài)磁場能夠增強(qiáng)空氣中磁鐵礦納米顆粒(MNP)在大腦中的積聚,并且這種積聚與神經(jīng)功能障礙密切相關(guān),為納米顆粒磁性與毒性之間的機(jī)制聯(lián)系提供了有力的體內(nèi)證據(jù)。

這一發(fā)現(xiàn)為我們敲響了全新的健康警鐘——環(huán)境中無處不在的磁性顆粒污染物,在與日常電子設(shè)備產(chǎn)生的磁場共同作用下,可能會對大腦神經(jīng)系統(tǒng)造成“1 + 1>2”的復(fù)合傷害,其危害程度不容小覷。

 
當(dāng)然,目前這項(xiàng)研究還處于小鼠實(shí)驗(yàn)階段,其結(jié)論不能直接等同于對人體會產(chǎn)生同等程度的危害。但它無疑為我們提示了一種過去被忽視的潛在風(fēng)險(xiǎn)機(jī)制。在日常生活中,當(dāng)空氣污染嚴(yán)重時,我們可以適當(dāng)減少耳機(jī)、手機(jī)的使用時長;定期清潔耳機(jī)、手機(jī)聽筒等部位,減少顆粒物的附著,降低潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。

四、神經(jīng)毒性相關(guān)生物標(biāo)志物檢測哪里有?
樂備實(shí)專注 Luminex 與 MSD 多因子檢測,依托超高敏 MSD 技術(shù),為神經(jīng)炎癥、神經(jīng)毒性等標(biāo)志物提供專業(yè)檢測服務(wù)。

貨號 Panel名稱 種屬 檢測指標(biāo)
LXMH01-4 人神經(jīng)退行性疾病指標(biāo)p-Tau217(飛克級) Human p-Tau217
LXMH01-1 人神經(jīng)退行性疾病指標(biāo)(NFL) Human Neurofilament L(NFL)
LXMH03-7 人神經(jīng)退行性病變3因子Panel(飛克級) Human GFibroblast Activation Protein α/FAP,Neurofilament L,Tau (total)
LXMH10-11 人阿爾茨海默癥10因子Panel Human IL-16,MIF,Eotaxin,IL-1α,IL-12/IL-23p40,IL-17A,MCP-1,MDC,SDF-1α,YKL-40

樂備實(shí)(上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司旗下全資子公司),是國內(nèi)專注于提供高質(zhì)量蛋白檢測以及組學(xué)分析服務(wù)的實(shí)驗(yàn)服務(wù)專家,自2018年成立以來,樂備實(shí)不斷尋求突破,公司的服務(wù)技術(shù)平臺已擴(kuò)展到單細(xì)胞測序、空間多組學(xué)、流式檢測、超敏電化學(xué)發(fā)光、Luminex多因子檢測、抗體芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、PLA蛋白互作、多色免疫組化、DSP空間多組學(xué)等30多個,建立起了一套涵蓋基因、蛋白、細(xì)胞以及組織水平實(shí)驗(yàn)的完整檢測體系。

原文點(diǎn)擊:我國學(xué)者驚人發(fā)現(xiàn):耳機(jī)與智能手機(jī)或成大腦健康“隱形殺手”
發(fā)布者:上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司
聯(lián)系電話:15921930842
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