根据群体暴露水平，吡虫啉通过NF-κB介导的胰腺β细胞凋亡诱导异常的葡萄糖代谢

《Environmental Research》：Imidacloprid induces abnormal glucose metabolism through NF-κB-mediated apoptosis of pancreatic β cells based on population exposure levels

长期吡虫啉暴露通过激活NF-κB信号通路和线粒体凋亡途径影响小鼠血糖代谢，细胞实验显示NF-κB磷酸化是β细胞凋亡的关键机制。

　　在这项研究中，科学家们探讨了长期接触一种名为imidacloprid（IMI）的杀虫剂对葡萄糖代谢的影响。IMI是一种新烟碱类杀虫剂（NEOs），因其高效、广谱和高选择性而被广泛应用于全球农业领域。特别是在中国，由于其高产量和广泛应用，IMI的使用量居世界前列。然而，尽管已有大量流行病学研究指出IMI暴露与糖尿病之间存在正相关，但此前的实验研究往往采用的毒剂量远高于现实世界中的暴露水平，这使得IMI在实际环境中的潜在影响仍存在不确定性。

研究表明，IMI可能会通过影响胰岛β细胞的功能，干扰人体的葡萄糖代谢过程。胰岛β细胞是胰腺中负责分泌胰岛素的关键细胞，而胰岛素在调节血糖水平中起着核心作用。如果这些细胞受损或功能失调，就可能导致血糖升高，从而增加患糖尿病的风险。然而，此前的实验研究并未能在低剂量的IMI暴露下观察到明显的葡萄糖代谢异常，这引发了关于IMI对葡萄糖代谢影响机制的进一步探索。

为了更准确地模拟现实世界中的IMI暴露情况，研究团队基于人口水平的暴露数据，将IMI的暴露水平转换为C57BL/6N小鼠模型的等效剂量，并通过长期暴露实验来观察其对葡萄糖代谢的影响。实验结果显示，尽管在实际暴露水平下，小鼠并未表现出明显的葡萄糖代谢异常，但IMI确实引发了显著的炎症反应、NF-κB信号通路的激活以及线粒体凋亡途径的增强。这些发现表明，即使在较低的暴露剂量下，IMI仍然可能通过复杂的生物学机制对葡萄糖代谢产生影响。

NF-κB是一种重要的信号传导分子，它在细胞的增殖、分化和凋亡过程中起着关键作用。研究表明，NF-κB的激活可能会导致某些促凋亡基因的表达，从而引发细胞凋亡。在本研究中，通过在细胞模型中抑制NF-κB P65的磷酸化，研究人员发现这种抑制能够减轻IMI对MIN6细胞结构和功能的破坏，同时减少炎症反应和线粒体凋亡途径的激活。这进一步支持了NF-κB在IMI诱导的葡萄糖代谢紊乱中的关键作用。

除了NF-κB信号通路，研究还关注了线粒体凋亡途径在IMI影响中的作用。线粒体是细胞能量代谢的核心，其功能受损可能导致细胞凋亡。在本研究中，IMI暴露的小鼠和细胞模型均表现出线粒体凋亡途径的显著激活，这提示IMI可能通过影响线粒体功能，进而导致胰岛β细胞的凋亡和葡萄糖代谢的异常。然而，这些影响在实际暴露水平下并未导致明显的葡萄糖代谢紊乱，这可能与暴露时间、剂量或个体差异等因素有关。

糖尿病作为一种全球性的慢性疾病，其发病机制复杂，涉及遗传、环境和生活方式等多方面因素。近年来，越来越多的研究关注环境因素在糖尿病发生中的作用，特别是外源性化学物质的影响。IMI作为新烟碱类杀虫剂中的一种，其对葡萄糖代谢的潜在影响引起了广泛关注。尽管在高剂量实验中，IMI能够显著干扰葡萄糖代谢，但在现实世界中的低剂量暴露并未表现出同样的效果，这表明需要更深入的研究来阐明其具体作用机制。

为了进一步验证IMI对葡萄糖代谢的影响，研究团队建立了一个MIN6细胞模型，这是一种常用于研究胰岛β细胞功能的细胞系。通过该模型，研究人员能够更直接地观察IMI对细胞结构和功能的影响，并探讨NF-κB信号通路在其中的作用。实验结果显示，IMI能够诱导MIN6细胞的凋亡，而抑制NF-κB P65的磷酸化则能够显著减轻这种凋亡效应。这表明，NF-κB信号通路可能是IMI影响葡萄糖代谢的重要中介。

此外，研究还涉及了其他相关机制的探索，例如炎症反应和线粒体功能的变化。这些机制在IMI暴露后的细胞和小鼠模型中均表现出显著的激活。然而，这些变化在实际暴露水平下并未导致明显的葡萄糖代谢紊乱，这可能与长期暴露的累积效应有关。因此，未来的研究需要关注IMI在更长时间尺度下的暴露效应，以及其对葡萄糖代谢的潜在影响。

总体而言，这项研究为理解IMI对葡萄糖代谢的影响提供了新的视角。通过结合流行病学研究、动物模型和细胞实验，研究人员揭示了IMI可能通过NF-κB信号通路和线粒体凋亡途径影响胰岛β细胞的功能，从而干扰葡萄糖代谢。然而，由于现实世界中的暴露水平较低，这些影响可能并不显著。因此，未来的研究应进一步探讨IMI在长期低剂量暴露下的具体作用机制，以及其对葡萄糖代谢的潜在影响。

研究还强调了环境因素在糖尿病发病中的重要性。尽管遗传因素在糖尿病的发生中起着基础性作用，但环境因素，如化学物质的暴露，可能在某些情况下发挥更大的影响。特别是对于新烟碱类杀虫剂，其广泛使用和长期残留可能对人类健康构成潜在威胁。因此，有必要加强对这些化学物质的环境监测，以及其对人体健康影响的深入研究。

在实际应用中，这项研究的结果可能对公共卫生政策和环境保护措施提供参考。例如，对于农药使用和管理，可以考虑减少新烟碱类杀虫剂的使用，特别是在农业环境中，以降低其对人类健康的潜在风险。此外，针对高风险人群，如糖尿病患者或有糖尿病家族史的人群，可以加强对其环境暴露的监测和干预，以降低患病风险。

研究团队还提到，未来的研究应进一步关注IMI在更长时间尺度下的暴露效应。由于糖尿病的发生通常是一个长期的过程，因此需要更长时间的实验来观察IMI对葡萄糖代谢的潜在影响。此外，研究还应探讨其他可能的机制，例如IMI对胰岛素分泌和信号传导的影响，以及其与其他环境因素的相互作用。

最后，这项研究的结论表明，尽管IMI在现实世界中的暴露水平较低，但其对葡萄糖代谢的影响可能并不完全被忽视。通过揭示NF-κB信号通路和线粒体凋亡途径在IMI影响中的作用，研究为未来在糖尿病预防和治疗领域提供了新的思路。未来的研究可以进一步探索这些机制，并结合更多的流行病学数据，以更全面地评估IMI对人类健康的潜在影响。