新烟碱类农药啶虫脒通过肠-脑轴介导认知功能障碍的机制研究：突触损伤与免疫介导的血脑屏障功能障碍

本研究针对广泛使用的新烟碱类农药啶虫脒(ACE)的神经毒性机制，通过建立小鼠饮水暴露模型，首次系统揭示了ACE通过破坏肠道菌群-肠-脑轴(MGBA)稳态，引发系统性免疫反应，导致海马突触结构损伤和血脑屏障(BBB)功能障碍，进而引起空间学习记忆能力下降。研究创新性采用粪菌移植(FMT)技术逆转认知损伤，为农药神经毒性机制提供了全新视角。

　　

在现代农业生产中，新烟碱类农药啶虫脒(acetamiprid, ACE)因其高效杀虫特性被广泛应用，然而其环境残留和潜在神经毒性引发重大健康隐忧。流行病学研究已发现ACE暴露与儿童自闭症谱系障碍(ASD)风险增加存在关联，动物实验也显示其可诱发类似ASD行为表现。更令人担忧的是，ACE及其代谢产物在环境样本和生物样本中普遍检出，且具有生物蓄积性。但令人困惑的是，体外实验显示ACE并不直接引起神经元细胞毒性，这提示其神经损伤机制可能存在更复杂的间接通路。近年来，微生物群-肠-脑轴(microbiota-gut-brain axis, MGBA)理论为解释环境因素与神经系统疾病的关联提供了新视角，而ACE对肠道菌群的扰动作用已在多种生物中得到证实。在此背景下，阐明ACE是否通过MGBA途径导致认知功能障碍，成为环境毒理学领域亟待解决的科学问题。

宁夏医科大学的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的重要研究，通过建立梯度剂量ACE饮水暴露的小鼠模型，结合行为学测试、组织病理分析、粪菌移植等技术，系统揭示了ACE通过破坏MGBA稳态导致认知功能障碍的分子机制。研究首先采用HPLC-MS/MS检测尿液ACE含量确认暴露效果，通过Morris水迷宫评估空间学习记忆能力；运用透射电镜观察海马CA1区突触超微结构；采用16S rRNA测序分析肠道菌群变化；通过ELISA检测血清炎症因子和神经递质水平；最后采用粪菌移植验证肠道菌群的关键作用。

在"Acetamiprid exposure causes pathological changes and damage to the integrity of synaptic structures in the hippocampal CA1 area of mice, which in turn leads to cognitive dysfunction dominated by impaired spatial learning and memory"部分，研究发现ACE暴露组小鼠尿液中ACE含量呈剂量依赖性升高，虽然体重无显著差异，但水迷宫测试显示空间学习记忆能力明显受损。电镜观察发现海马CA1区突触后致密物(PSD)厚度减少、突触间隙增宽、突触小泡数量减少等超微结构损伤。

"Discussion"部分深入阐释了ACE通过三重机制破坏MGBA：首先引起肠道菌群α多样性降低和β多样性改变，特定菌群如乳酸杆菌属(Lactobacillus)丰度异常；其次导致5-羟色胺(5-HT)、γ-氨基丁酸(GABA)等神经递质水平紊乱；最重要的是激活全身性免疫反应，促炎因子TNF-α、IL-6等通过破坏肠屏障和血脑屏障(BBB)完整性，形成"肠漏-脑漏"的恶性循环。研究创新性地发现粪菌移植(FMT)可显著改善上述病理变化，不仅恢复肠道菌群平衡，还降低血清炎症因子水平，修复突触结构和认知功能。

"Conclusion"部分强调该研究首次系统证实ACE通过MGBA途径诱发神经损伤，为农药神经毒性机制提供了全新解释框架。"Environmental Implication"指出ACE的环境持久性和生物累积性可能通过改变微生物群落威胁人类健康，而靶向调节肠道菌群或成为防治农药神经毒性的新策略。该研究不仅为评估ACE的健康风险提供了重要科学依据，也为神经退行性疾病的环境病因学研究开辟了新方向。