生物素缓解锰诱导的果蝇和人类神经元帕金森病相关神经毒性：潜在预防新策略

为探究慢性锰（Mn）暴露与帕金森病（PD）的关联，研究人员开发了成年果蝇锰中毒模型。研究发现生物素（维生素 B7）代谢改变介导锰神经毒性，补充生物素可改善相关病理表型，这为 PD 预防提供了新方向。

　　锰（Mn）对多种细胞功能至关重要，但长期接触会引发神经退行性疾病，症状与帕金森病（PD）相似。赖等人构建了成年果蝇锰诱导帕金森综合征模型，发现生物素（又称维生素 B₇）代谢改变介导了锰的神经毒性。锰暴露降低了 “游离” 或生物可利用的生物素含量，导致大脑神经元丢失、线粒体和溶酶体功能障碍，以及运动功能受损。在果蝇饮食中添加生物素可预防这些影响。在培养的人类多巴胺能神经元中也重现了这些细胞效应。研究结果表明，补充生物素可能是高危人群的一种预防性干预措施。慢性锰暴露会诱发锰中毒，是 PD 的环境致病因素之一，两者在运动症状和临床特征上有明显重叠。研究人员开发的成年果蝇锰中毒模型，再现了帕金森病的关键特征，包括行为缺陷、神经元丢失以及溶酶体和线粒体功能障碍。对中毒早期果蝇的脑和身体组织进行代谢组学分析，发现锰处理组生物素代谢发生系统性变化。生物素酶缺陷型果蝇的锰诱导神经毒性、帕金森综合征和线粒体功能障碍加剧。给野生型果蝇饮食中补充生物素，可改善同时暴露于锰时的病理表型。补充生物素还改善了三种标准 PD 果蝇模型的病理表型。此外，在由人类诱导多能干细胞（iPSCs）分化而来的中脑多巴胺能神经元培养基中添加生物素，可抵御锰诱导的线粒体失调、细胞毒性和神经元丢失。最后，对 PD 患者生物素相关蛋白编码基因的表达分析显示，与健康对照组相比，黑质中生物素转运体数量增加，这表明生物素代谢改变在 PD 中可能发挥作用。总之，研究确定生物素代谢变化是果蝇锰神经毒性和帕金森病病理的潜在机制，补充生物素具有预防作用。