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在农药广泛使用的当下，氟虫腈（FPN）的神经毒性备受关注。研究人员开展了虾青素（AST）对 FPN 诱导大鼠脑损伤影响的研究。结果显示，AST 可减轻 FPN 诱导的神经元损伤。这为防治 FPN 神经毒性提供了新方向。
在现代生活中，农药的身影无处不在，它们在保障农业丰收、控制病虫害方面功不可没，但同时也带来了潜在的健康隐患。氟虫腈（Fipronil，FPN）作为一种被广泛应用于农业和兽医领域的杀虫剂，虽然杀虫效果显著，却有着不为人知的 “阴暗面”。研究发现，FPN 可能对非靶标生物产生神经毒性，长期或意外接触 FPN，会干扰神经系统的正常功能，影响大脑的认知、记忆等能力，严重威胁人类和动物的健康 。
为了探寻对抗 FPN 神经毒性的有效方法，来自埃及亚历山大大学兽医学院生理学系、达曼胡尔大学兽医学院生物化学系以及亚历山大大学兽医学院病理学系的研究人员，展开了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦于虾青素（Astaxanthin，AST），一种具有抗氧化、抗炎、神经保护和抗凋亡特性的天然红色类胡萝卜素，试图揭开 AST 是否能缓解 FPN 诱导的大鼠脑损伤这一谜题。
这项研究成果发表在《Scientific Reports》上，为解决 FPN 神经毒性问题带来了新的曙光。研究人员通过一系列严谨的实验，发现 AST 确实能够减轻 FPN 诱导的神经元损伤，这一发现为预防和治疗 FPN 相关的神经毒性疾病提供了新的潜在策略，在神经保护领域具有重要的意义。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是动物实验，选取 32 只成年雄性 Wistar 大鼠，随机分为 4 组，分别给予不同处理，构建 FPN 诱导的大鼠脑损伤模型 。然后采用生化检测技术，测定神经递质（如乙酰胆碱（ACh）、多巴胺等）、氧化应激指标（丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）等）和促炎细胞因子（肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）、白细胞介素 - 1β（IL-1β）等）的水平变化。同时，利用组织病理学和免疫组化技术，观察大脑组织的病理变化以及相关蛋白（如半胱天冬酶 - 3（caspase-3）、胶质纤维酸性蛋白（GFAP））的表达情况，从多个层面深入探究 AST 对 FPN 诱导脑损伤的影响。
研究结果
- 神经元神经递质变化：研究发现，FPN 会导致大鼠大脑中 ACh 和多巴胺浓度大幅上升，同时 AChE、γ- 氨基丁酸（GABA）和血清素水平显著下降。而 AST + FPN 联合处理组则呈现出相反的趋势，有效缓解了这些神经递质的异常变化，表明 AST 能够调节神经递质水平，减轻 FPN 对神经系统的干扰。
- 大脑氧化 - 抗氧化状态改变：FPN 处理使大鼠大脑中 MDA 浓度显著升高，这意味着氧化应激增强；同时，总超氧化物歧化酶（T-SOD）、GSH 和过氧化氢酶（CAT）等抗氧化物质的活性明显降低。AST 的加入则降低了 MDA 浓度，部分恢复了抗氧化物质的活性，说明 AST 具有抗氧化作用，能够减轻 FPN 诱导的氧化损伤。
- 血清促炎和炎性细胞因子水平变化：FPN 处理导致大鼠血清中 IL-1β、TNF-α、IL-6 和环氧化酶 - 2（COX2）等促炎和炎性细胞因子水平大幅增加，引发神经炎症。AST 处理后，这些细胞因子的水平显著降低，表明 AST 能够抑制炎症反应，减轻神经炎症对大脑的损害。
- 组织病理学和病变评分结果：组织病理学检查发现，FPN 处理的大鼠大脑和小脑组织出现明显的病理变化，如脑膜炎、神经元变性坏死、胶质细胞反应等，病变评分较高。而 AST + FPN 联合处理组的病理改变明显减轻，病变评分降低，显示出 AST 对大脑组织的保护作用，能够改善 FPN 诱导的组织损伤。
- 组织形态计量分析结果：形态计量分析表明，FPN 处理使大鼠大脑皮层神经细胞尺寸减小，退化和坏死神经元数量增加，胶质细胞数量增多；小脑组织中浦肯野细胞尺寸和数量、颗粒细胞数量减少，胶质细胞数量增加。AST + FPN 联合处理则改善了这些异常，使各项参数接近正常水平，进一步证明 AST 有助于维持大脑组织的正常结构和细胞组成。
- 免疫组化研究和定量评估结果：免疫组化研究显示，FPN 处理组中 caspase-3 阳性免疫染色细胞的平均面积百分比显著增加，表明神经元凋亡增多；GFAP 阳性免疫染色细胞的平均面积百分比也显著增加，说明星形胶质细胞活化增强。AST + FPN 联合处理组中，caspase-3 和 GFAP 阳性免疫染色细胞的平均面积百分比明显降低，表明 AST 能够抑制神经元凋亡和星形胶质细胞过度活化，对神经元起到保护作用。
- 分子对接结果：分子对接结果表明，AST 与 caspase-3 具有一定的结合能力，结合自由能为 -7.90 kcal/mol；FPN 则与 AChE、SOD1、SOD2 和 CAT 的结合位点相互作用，结合自由能分别为 -8.10、-5.50、-6.30、-5.90 和 -7.60 kcal/mol，从分子层面解释了 FPN 的神经毒性机制以及 AST 的潜在保护机制。
研究结论与讨论
综上所述，该研究首次证实了 AST 对 FPN 诱导的大鼠神经元损伤具有显著的缓解作用。AST 可能通过调节氧化应激水平、抑制促炎细胞因子的表达、维持神经递质平衡以及减少神经元凋亡和星形胶质细胞活化等多种途径，发挥其神经保护功能。尽管目前对于 AST 发挥保护作用的精确机制尚未完全明确，但这些发现为进一步研究 AST 在神经保护领域的应用奠定了坚实基础。未来，深入探究 AST 的作用机制，有望开发出针对 FPN 神经毒性以及其他神经退行性疾病的新型治疗方法，为人类和动物的神经系统健康提供更有效的保障，在生命科学和医学领域具有广阔的应用前景和重要的研究价值。
