环境浓度苯并三唑类紫外线稳定剂UV-329通过干扰神经递质传导诱导秀丽隐杆线虫神经毒性

本研究针对苯并三唑类紫外线稳定剂UV-329的环境健康风险，首次系统揭示了其在环境浓度（0.1–100 μg/L）下通过破坏多巴胺（dopamine）、5-羟色胺（serotonin）和γ-氨基丁酸（GABA）神经传导通路，导致秀丽隐杆线虫（C. elegans）运动行为障碍的分子机制。研究证实UV-329与DOP-3、MOD-1和UNC-25蛋白具有强结合力，并通过基因突变实验验证了这些靶点在介导神经毒性中的关键作用，为评估此类新兴污染物的神经毒性提供了重要理论依据。

　　

随着塑料制品在环境中的广泛分布，苯并三唑类紫外线稳定剂(Benzotriazole UV stabilizers, BUVSs)作为抗老化添加剂正成为新兴环境污染物。其中UV-329因高产量（欧洲年产量1000-10000吨）和高持久性，已在河流（最高31.9 ng/L）、污水处理厂出水（达99.2 μg/L）甚至人体母乳（2.6 ng/g）中被检出。尽管已有研究提示BUVSs可能影响鱼类神经行为，但这类化合物对陆生生物的神经毒性机制仍是未解之谜。

针对这一科学问题，中国的研究团队选择具有完整神经系统的模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)展开研究。这种体长仅1毫米的透明生物与人类神经基因同源性高达80%，其所有302个神经元的连接图谱已被完全解析，是研究神经毒性的理想模型。研究人员通过定量分析证实UV-329能在24小时内在线虫体内显著蓄积（100 μg/L暴露组蓄积量达1476.32±58.67 ng/g），随后采用多学科技术系统揭示了其神经毒性机制。

关键技术包括：1）使用转基因线虫株（BZ555、GR1366等）进行神经元特异性荧光标记；2）超高效液相色谱-质谱联用技术(UHPLC-MS/MS)定量神经递质；3）分子对接模拟分析UV-329与神经受体蛋白的结合特性；4）通过dop-3(vs106)等基因突变体验证靶点功能。

【C. elegans培养与UV-329暴露】
研究采用环境相关浓度梯度（0.1-100 μg/L）进行暴露实验。定量数据显示UV-329在生物体内呈现剂量依赖性蓄积，100 μg/L暴露组蓄积量比环境检测最高值高出3个数量级，提示其强生物富集特性。

【UV-329在C. elegans中的定量】
暴露24小时后，10 μg/L及以上浓度组即引起显著的运动行为障碍。头部摆动频率降低35.7%，身体弯曲次数减少42.3%，表明UV-329可破坏运动协调性这一神经功能核心指标。

【UV-329诱导神经退行性变】
荧光成像显示关键神经元发生显著退化：多巴胺能神经元（标记菌株BZ555）树突断裂，5-羟色胺能神经元（GR1366）胞体萎缩，GABA能神经元（EG1285）突触消失。三种神经元的荧光强度分别下降51.2%、43.8%和62.4%，呈现典型神经退行性病理特征。

【神经递质水平及相关基因表达】
UHPLC-MS/MS检测发现三种神经递质同步减少：多巴胺（下降58.3%）、5-羟色胺（46.7%）和GABA（64.2%）。qPCR显示其合成/受体基因表达异常：多巴胺受体基因dop-3下调2.1倍，5-HT受体基因mod-1下调1.8倍，GABA合成酶基因unc-25下调2.4倍。

【分子对接与突变体验证】
分子对接揭示UV-329与DOP-3（结合能-8.7 kcal/mol）、MOD-1（-9.2 kcal/mol）和UNC-25（-7.9 kcal/mol）具有强亲和力。基因敲除实验证实这些靶点的关键作用：dop-3(vs106)、mod-1(ok103)和unc-25(e156)突变体暴露后均未出现野生型的运动障碍，证明UV-329通过特异性干扰这些神经传导通路发挥毒性。

这项发表于《Environmental Pollution》的研究首次阐明UV-329通过"三靶点协同干扰"机制破坏神经传导：一方面直接抑制dop-3/mod-1/unc-25基因表达，另一方面通过结构相似性与相应受体蛋白强力结合，双重作用导致多巴胺、5-羟色胺和GABA系统功能崩溃。鉴于这些通路在人类帕金森病、抑郁症和癫痫等神经疾病中的核心地位，研究为评估BUVSs的环境健康风险提供了分子水平的预警证据。研究团队特别指出，当前环境监测中UV-329的最高检出浓度（31.9 ng/L）已接近其最低效应浓度（10 μg/L）的1/300，随着塑料污染的持续加剧，其生态风险值得高度关注。