双酚类与PFAS急慢性暴露对神经元活动及网络发育的差异性影响及其分子机制研究

推荐：本研究通过微电极阵列(MEA)技术，系统评估了双酚类(BPA/BPF/BPS)和全氟烷基物质(PFOS/PFOA/PFHxS)急慢性暴露对原代大鼠皮层神经元活动和网络发育的影响，揭示了分子结构和暴露时长对神经毒性的调控作用，为环境污染物神经发育风险评估提供了重要数据支撑。

　　

随着塑料制品和含氟材料的广泛应用，双酚类化合物(BPA/BPF/BPS)和全氟烷基物质(PFOS/PFOA/PFHxS)已成为环境中持续存在的污染物。流行病学研究表明，这些物质可通过血脑屏障在人体脑组织蓄积，并与注意力缺陷多动症(ADHD)、自闭症谱系障碍等神经发育异常相关。然而，现有研究多聚焦于分子层面机制，关于这些污染物对功能性神经元网络活动的直接影响，尤其是急慢性暴露的差异效应仍不明确。更关键的是，作为典型的内分泌干扰物(EDCs)，其神经毒性是否通过雌激素受体(ER)、甲状腺激素受体(THR)等通路介导尚存争议。

荷兰乌得勒支大学(Utrecht University)毒理学研究所的研究团队创新性地采用微电极阵列(MEA)技术，在性别分离的原代大鼠皮层神经元模型中，系统评估了6种污染物的急慢性暴露效应。研究通过长达28天的连续监测，结合定量PCR(qPCR)和细胞活力检测，首次揭示了不同分子结构的双酚类物质对神经元网络发育的时序性影响，并验证了内分泌通路在其中的作用。

关键技术包括：(1)原代皮层神经元培养与性别分离模型；(2)多通道微电极阵列(MEA)实时记录神经元电活动；(3)急性(30分钟)与慢性(21天)暴露实验设计；(4)qPCR检测ER/AR/THR/GR等受体表达谱；(5)Alamar Blue细胞活力检测。

急性暴露效应

BPA和BPF显著抑制神经元放电活动，其中BPA作用更强(BMC_雄性=5.7μM)，而BPS无显著影响。PFOS在100μM时引起兴奋性增强，PFOA和PFHxS仅在高浓度时产生轻微影响。

慢性暴露特征

100μM BPA持续抑制网络发育，但10μM BPA在暴露后期(>21天)引发超兴奋现象。BPF和BPS在100μM时均诱导网络过度活跃，且BPS对雌性神经元影响更显著。PFAS慢性暴露仅引起零星参数改变，无明确浓度依赖性。

内分泌机制验证

qPCR显示皮层神经元表达ER_α/ER_β、THR_α和AHR，但AR几乎不表达。尽管使用特异性(抗)拮抗剂(如ER拮抗剂fulvestrant、THR激动剂T₃)可改变部分电活动参数，但共暴露实验证实这些效应非受体介导。

这项研究首次系统比较了双酚类同系物的神经发育毒性差异，证实BPF/BPS并非安全的BPA替代品。发现慢性低剂量BPA的"双相效应"为风险评估提供了新视角。实验证实皮层神经元网络模型对经典内分泌通路不敏感，提示EDCs的神经毒性可能通过钙通道抑制等非基因组机制实现。研究为《斯德哥尔摩公约》新增PFAS的管控提供了科学依据，强调未来风险评估需综合考虑分子结构特征和暴露时间维度。论文发表于环境科学顶级期刊《Science of The Total Environment》，对完善神经发育毒性测试策略具有重要指导价值。