蓝藻中毒素暴露或可导致阿尔茨海默病

云南昆明滇池的蓝藻水华爆发

蓝藻是一种常见藻类生物,我国曾出现过数次蓝藻水华爆发。近期的研究表明,蓝藻产生的毒素可能导致阿尔茨海默病,并且研究结果显示,L-丝氨酸对于阿尔茨海默病可能存在保护作用。

 

一项新的研究显示,在β-甲氨基-L-丙氨酸(BMAA)这种毒素的暴露之下可能与大脑内β-淀粉样蛋白斑块和Tau蛋白缠结有关。这种蛋白斑块和缠结为阿尔茨海默病的特征性表现,同时也见于一些帕金森病患者。这项研究结果被发表于英国皇家学会学报B论文集。

 

BMAA是一种由蓝藻产生的毒素。蓝藻是一种生活在海洋、土壤和湖泊中的藻类。2007年夏天,我国江苏无锡太湖区曾大面积爆发蓝藻水华,此后在云南昆明滇池、安徽巢湖也有过爆发。

云南昆明滇池的蓝藻水华爆发
云南昆明滇池的蓝藻水华爆发

该种毒素存在于多种摄食蓝藻的海洋生物体内,包括鲨鱼、贝类等。此外,毒素也可以存在于植物,如苏铁科植物中;狐蝠会食用这种植物的种子,因此BMAA也可见于陆生动物。

对于太平洋关岛居住的查莫罗土著居民而言,狐蝠和鱼类是他们饮食习惯中的重要组成部分。这些村民很容易出现不同寻常的瘫痪症状,并且许多个体的症状与阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)及肌萎缩侧索硬化(ALS)相似。

BMAA使猴子大脑中出现蛋白斑块及缠结

此前,普罗沃传统医药学院的Paul Alan Cox等人已经证实,在这些患者的大脑内存在β-淀粉样蛋白斑块和Tau蛋白缠结。这些村民由于狐蝠的消费而暴露于BMAA高含量的膳食之中。而在最新的研究中,Cox等人着手研究含有BMAA食物的摄取和神经退行性疾病发展之间的联系。

在140天的研究中,研究者使用长尾黑颚猴进行了两次试验,分别将猴子暴露在不同剂量的BMAA饮食中。

第一次试验中,研究者分别喂食给猴子含有BMAA、含有等量BMAA和L-丝氨酸(一种膳食氨基酸),以及含有安慰剂的水果。分析猴子的脑组织后,研究人员发现,使用BMAA饲喂的猴子脑内存在Tau蛋白缠结和β-淀粉样蛋白斑块的发展。

研究的共同作者,来自迈阿密大学大脑捐赠银行的Deborah Mash表示,这种猴子大脑内的Tau蛋白缠结和淀粉样蛋白沉积,与那些在由于阿尔茨海默样疾病而去世的太平洋岛民脑组织的改变几乎相同。

然而,食用了含有等量BMAA和L-丝氨酸水果的猴子表现为蛋白缠结减少,同时食用安慰剂的猴子并没有出现蛋白缠结和斑块。

第二次试验将猴子分成四组,第一组猴子使用与查莫罗村民的摄入量相似的BMAA剂量饲喂,第二组猴子使用该剂量的1/10饲喂,第三组使用含有等量BMAA和L-丝氨酸的水果饲喂,第四组使用安慰剂饲喂。

试验结果与第一次相似。在140天之后,研究者发现所有使用BMAA饲喂的猴子组均发展为Tau蛋白缠结和淀粉样蛋白斑块。

Cox认为,这一研究结果表明,长期接触BMAA可引发阿尔茨海默病样脑部Tau蛋白缠结和淀粉样蛋白沉积。他表示:“据我们所知,这是研究人员第一次通过一种环境毒素,成功在动物模型的脑中制造出蛋白缠结和淀粉样蛋白斑块。”

L-丝氨酸有助于治疗AD?

然而,如在第一个实验中看到的那样,使用等量L-丝氨酸和BMAA的猴子显示出Tau蛋白缠结的减少,提示氨基酸有望用于阿尔茨海默病的治疗。

研究者指出,美国FDA尚未批准L-丝氨酸治疗神经变性疾病,而在这种氨基酸用于治疗这类疾病之前尚需更多研究。

不过,这项工作正在进行中:传统医药学院正在与达特茅斯医学院一同进行第一阶段临床试验,对L-丝氨酸在轻度认知障碍患者或阿尔茨海默病患者的治疗效果进行评估。

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