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为探究 miRNA 在锰诱导神经元凋亡中的机制，研究人员以 SD 大鼠为对象，开展 miR-143 对 ERK5 信号通路调控作用的研究。发现 miR-143 过表达抑制 ERK5 通路，促进凋亡，为锰神经毒性干预提供新靶点。
锰（Mn）作为一种广泛存在于自然界的微量元素，在维持酶功能方面发挥重要作用，但其过量暴露却如同隐藏在体内的 “silent killer”，可引发严重的神经毒性，导致类似帕金森病的症状。纹状体作为运动和认知调控的核心脑区，是锰神经毒性的主要靶部位，但锰诱导纹状体神经元凋亡的具体分子机制一直迷雾重重。微小 RNA（miRNA）作为基因表达的关键调控因子，在神经元凋亡过程中扮演着复杂角色，然而 miRNA 是否参与锰介导的神经毒性调控仍是该领域亟待解开的科学谜题。
为破解这一难题，遵义医科大学的研究团队聚焦于 miR-143 与细胞外信号调节激酶 5（ERK5）信号通路的交互作用，开展了一系列深入研究。这项发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上的研究，首次揭示了 miR-143 在锰诱导纹状体神经元凋亡中的关键调控作用，为锰中毒的防治开辟了全新视角。
研究人员采用多种关键技术展开探索：通过立体定位注射技术构建 miR-143 过表达的大鼠模型；运用 Y 迷宫和转棒实验（Rotarod）评估大鼠的学习记忆与运动协调能力；借助电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定组织中锰含量；利用 HE 染色和透射电镜观察纹状体神经元的形态学变化；通过 ELISA 检测脑源性神经营养因子（BDNF）、酪氨酸羟化酶（TH）和多巴胺（DA）水平；运用实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）和蛋白质免疫印迹（WB）技术分析相关基因和蛋白的表达；采用双荧光素酶报告基因实验验证 miR-143 与 ERK5 的靶向结合关系。
3.1 双荧光素酶报告基因实验
通过生物信息学预测和双荧光素酶报告基因实验证实，miR-143-3p 与 ERK5 mRNA 的 3′非翻译区（3′UTR）存在特异性结合位点，过表达 miR-143 可显著抑制野生型 ERK5 报告基因的荧光素酶活性，而突变型结合位点则无此效应，明确了两者的直接靶向调控关系。
3.2 学习记忆功能变化
Y 迷宫实验显示，高剂量锰暴露组大鼠进入新臂的次数显著减少，提示空间学习记忆能力受损；转棒实验表明，锰暴露组大鼠在棒上的停留时间缩短，运动平衡能力下降。进一步发现，过表达 miR-143 加剧了锰诱导的行为学损伤。
3.3 锰含量分布
随着锰剂量增加，纹状体和血液中的锰含量呈梯度升高，证实了锰在体内的蓄积效应。而立体定位注射 miR-143 激动剂并未影响锰的蓄积量，排除了其对锰代谢的干扰。
3.4 纹状体形态学改变
HE 染色显示，高剂量锰暴露导致纹状体神经元数量减少、细胞萎缩空泡化；透射电镜观察到线粒体嵴断裂、内质网扩张等超微结构损伤。miR-143 过表达组的神经元损伤更为严重，出现大量空泡变性和染色质减少。
3.5 相关因子检测
ELISA 结果显示，锰暴露组大鼠纹状体 DA 含量、血清 BDNF 水平及 TH 活性均显著降低，且呈剂量依赖性，表明锰对多巴胺能系统和神经营养支持的破坏。
3.6 基因表达分析
RT-qPCR 显示，锰暴露上调 miR-143 表达，下调抗凋亡基因 Bcl-2，上调促凋亡基因 Bax、Caspase-3；过表达 miR-143 进一步加剧了这一趋势，并显著降低 ERK5 mRNA 水平。
3.7 蛋白表达分析
WB 结果表明，锰暴露激活 ERK5 信号通路，表现为磷酸化 MEK5（p-MEK5）和磷酸化 ERK5（p-ERK5）水平升高；而 miR-143 过表达则抑制 ERK5 通路活性，降低 p-MEK5/MEK5 和 p-ERK5/ERK5 比值，同时促进 Bax、Caspase-3 蛋白表达，抑制 Bcl-2 蛋白表达。
结论与讨论
本研究首次证实，在锰诱导的纹状体神经元凋亡中，miR-143 通过直接靶向 ERK5 mRNA，抑制 ERK5 信号通路活性，进而上调促凋亡因子、下调抗凋亡因子，最终加剧神经元凋亡。这一发现不仅揭示了锰神经毒性的新机制，也为锰中毒相关神经退行性疾病的防治提供了潜在干预靶点 —— 抑制 miR-143 或激活 ERK5 通路可能成为阻断锰诱导神经元凋亡的新策略。此外，研究中观察到的 miR-143 与 ERK5 的动态平衡关系，也为理解其他重金属（如镉）的神经毒性机制提供了重要借鉴，拓展了 miRNA 在环境毒理学领域的研究范畴。
这项研究如同驱散迷雾的明灯，为锰中毒的机制研究和临床干预指明了新方向，其成果不仅丰富了神经毒理学的理论体系，更有望转化为切实可行的防治手段，为守护职业暴露人群的神经健康带来新希望。
