铝暴露通过胆碱能系统失衡、氧化应激及PI3K/Akt/JNK通路诱导龙虾蟑螂神经毒性的机制研究

研究人员利用龙虾蟑螂（Nauphoeta cinerea）模型，探究了铝（Al）暴露对神经组织的毒性机制。通过设置不同剂量（125/250 mg/g AlCl1）和时间点（3/7/14天）的暴露实验，发现铝显著降低运动功能，增加乙酰胆碱酯酶（AChE）活性和活性氧氮物种（RONS），同时抑制抗氧化基因（SOD/CAT/Trx）表达，并激活PI3K/Akt（促凋亡）和JNK/upd3（促炎）通路。该研究首次揭示铝通过多通路交叉作用导致神经退行性变的机制，为环境神经毒理学提供了新模型。

　　

这项开创性研究以龙虾蟑螂（Nauphoeta cinerea）为生物模型，揭开了铝（Al）神经毒性的分子面纱。实验将蟑螂若虫分为对照组、125 mg/g和250 mg/g AlCl₁处理组，通过为期14天的膳食暴露，观察到剂量和时间依赖性的运动功能障碍。令人惊讶的是，虽然生存率未受影响，但铝暴露显著提升了乙酰胆碱酯酶（AChE）活性——这个胆碱能系统的关键酶类就像失控的刹车，持续破坏神经信号传导。

在分子层面，铝暴露组展现出戏剧性的氧化风暴：活性氧氮物种（RONS）激增，而守护细胞健康的抗氧化卫士——超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和硫氧还蛋白（Trx）的mRNA水平却节节败退。更引人注目的是，谷胱甘肽-S-转移酶（GST）活性及其基因表达双双升高，仿佛细胞启动了应急防御程序。

研究最精彩的发现当属两条关键通路的激活：促凋亡的PI3K/Akt通路中，Akt和早期生长反应基因（Egr）表达上调；而促炎的JNK/upd3通路则通过血小板衍生生长因子（Pvf）和细胞因子upd3的过表达，奏响了神经炎症的序曲。这些分子事件如同多米诺骨牌，最终导致神经细胞走向凋亡。

这项研究不仅首次确立了龙虾蟑螂作为铝神经毒性研究的理想模型，更描绘了一幅铝诱发神经退行性变的完整图谱：从胆碱能系统紊乱、氧化还原失衡到凋亡与炎症通路的交叉对话，为环境重金属毒理机制研究开辟了新视角。