综述：原位心脏骤停模拟：PFAS暴露对神经传递通路的影响机制研究

本综述系统探讨了全氟烷基物质（PFAS）对神经传递系统的多重毒性机制。研究通过体外实验证实，PFOA、PFBA和GenX三种PFAS化合物可显著干扰儿茶酚胺类神经递质（多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素）的释放动态，并双向调节胆碱酯酶（AChE/BChE）活性。结合19F NMR与分子对接技术，揭示了PFAS与神经酶的特异性结合模式，为理解PFAS诱导神经毒性提供了分子层面的机制依据。

　　

引言

全氟烷基物质（PFAS）是一类具有碳-氟强键结构的合成有机物，因其持久性和生物累积性引发健康担忧。近年来，PFAS诱导的神经毒性成为研究热点，特别是其对神经传递通路的干扰机制尚不明确。本研究选取典型长链化合物全氟辛酸（PFOA）、短链替代物全氟丁酸（PFBA）及新一代化合物GenX，系统探讨其对儿茶酚胺神经递质释放和胆碱酯酶功能的影响。

材料与方法

采用人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞模型，通过ELISA法检测PFAS暴露后多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素的释放水平。使用Ellman法测定乙酰胆碱酯酶（AChE）和丁酰胆碱酯酶（BChE）活性变化。结合荧光光谱、同步荧光光谱和¹⁹F核磁共振技术分析PFAS-酶相互作用，并通过分子对接模拟验证结合位点。

结果

神经递质释放检测

PFOA处理显著提升总儿茶酚胺水平（p<0.0001），其中多巴胺释放增幅最为显著（PFOA>GenX>PFBA）。去甲肾上腺素仅对PFOA敏感，而三种PFAS均引起肾上腺素水平显著下降（GenX抑制作用最强）。这表明PFAS对不同儿茶酚胺的调控存在特异性。

细胞胆碱酯酶活性

在SH-SY5Y细胞中，PFOA和GenX呈现剂量依赖性AChE活性抑制，PFBA则无显著变化。BChE活性总体呈上升趋势，但仅GenX高浓度组（1μg/mL）达到统计学显著（p<0.05），提示不同PFAS对胆碱酯酶亚型存在差异化调控。

无细胞酶活分析

在无细胞体系中，PFBA和GenX显著抑制AChE活性（最高抑制率达14%），PFOA则无影响。相反，所有PFAS均增强BChE活性，其中PFOA使酶活提升21%，呈现明显剂量效应。这种酶活性的双向调节提示PFAS可能直接作用于酶分子结构。

光谱学证据

¹⁹F NMR显示PFOA与胆碱酯酶结合时出现特征性化学位移变宽，PFBA和GenX则未见明显变化。荧光光谱表明PFAS引起酶分子内源荧光淬灭，同步荧光谱进一步揭示PFOA主要影响色氨酸残基（Δλ=60nm），而GenX更易干扰酪氨酸微环境（Δλ=15nm）。圆二色谱证实PFAS未改变酶二级结构，说明相互作用发生于局部结合位点。

分子对接验证

对接结果表明PFOA与AChE活性口袋结合能最低（-9.806 kcal/mol），关键结合残基包括Trp36、Tyr337和Tyr341。BChE结合分析显示PFOA结合能（-8.119 kcal/mol）显著优于短链化合物，与实验观测的强相互作用相互印证。

讨论

本研究揭示PFAS通过三重机制干扰神经传递：1）破坏儿茶酚胺稳态，特别是多巴胺/肾上腺素平衡失调；2）双向调节胆碱酯酶活性，导致乙酰胆碱代谢紊乱；3）直接与神经酶通过疏水作用结合。值得注意的是，PFOA的神经毒性效应显著强于短链替代物，这对新一代PFAS的安全评估提出警示。

结论

PFAS可通过干扰神经递质动态平衡和酶功能完整性引发神经毒性，其中长链PFOA的效应最为显著。研究结果为理解PFAS神经毒性的分子机制提供了实验依据，对环境污染物的神经健康风险评估具有重要指导意义。