氧化钴纳米颗粒通过铁蛋白吞噬介导的铁死亡引发神经发育毒性：斑马鱼与细胞模型提供的证据

《Chemico-Biological Interactions》：Cobalt oxide nanoparticles induce neurodevelopmental toxicity through ferritinophagy-mediated ferroptosis: Evidence from zebrafish and cell models

　　氧化钴纳米粒子（Co3O4 NPs）在锂电池和半导体领域有着广泛的应用，同时也在水、土壤以及工作环境中被频繁检测到。虽然钴离子与神经退行性疾病有关，但Co3O4 NPs的神经发育毒性机制仍不明确。铁死亡是一种由铁平衡调控的过程，可能因铁过载并通过铁蛋白吞噬作用被触发。本研究探讨了Co3O4 NPs如何引发铁蛋白吞噬作用及其在神经发育毒性中的作用。斑马鱼幼体在受精后120小时内暴露于浓度为0、5和50毫克/升的Co3O4 NPs中，出现了剂量依赖性的发育毒性，表现为孵化延迟、畸形增加以及运动功能受损。转基因斑马鱼模型则显示出神经元缩短、荧光减弱以及神经递质谱改变，这些结果得到了液相色谱-串联质谱分析的支持。Co3O4 NPs引发了氧化应激，导致铁过载、脂质过氧化（MDA水平升高，谷胱甘肽含量下降），并激活了铁蛋白吞噬作用，这一现象可通过与铁代谢（trf、fpn、slc7a11）及铁死亡相关的基因和蛋白质（GPX4、ACSL4、FTH1、NCOA4）的变化来证实。通过自噬抑制剂进一步验证了铁蛋白吞噬作用的存在，从而明确了其在神经毒性中的作用。此外，维生素E（D-α-生育酚）作为一种可抑制脂质过氧化的脂溶性抗氧化剂，能够减轻神经发育异常，这说明Co3O4 NPs引发的毒性是通过铁蛋白吞噬介导的铁死亡导致的神经递质失衡。这些研究结果在人类神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y/SK-N-SH）中也得到了验证。综上所述，Co3O4 NPs会破坏铁平衡，激活铁蛋白吞噬作用并引发铁死亡，进而导致神经递质失衡和神经发育毒性。这些研究结果为评估Co3O4 NPs及类似纳米材料的神经发育毒性和环境风险提供了新的见解。