隨著水體富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重以及氣候變暖，全球湖泊藍(lán)藻水華日益頻發(fā)。藍(lán)藻衍生污染物微囊藻毒素（Microcystins, MCs）慢性暴露已成為全球性健康問題。MCs具有強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性，能夠影響哺乳動物大腦結(jié)構(gòu)和功能，并與人群神經(jīng)退行性疾病阿爾茲海默癥有關(guān)。但既有研究或基于整個大腦（不分區(qū)）或主要關(guān)注在認(rèn)知中起重要作用的海馬區(qū)， MCs對其他腦區(qū)的神經(jīng)毒性作用以及潛在分子機(jī)制知之甚少。同時，脂質(zhì)作為腦組織的主要組成成分，在大腦結(jié)構(gòu)和功能中起著重要作用，但是MCs對哺乳動物大腦脂質(zhì)側(cè)面的影響鮮有相關(guān)研究，這阻礙了對 MCs 的神經(jīng)毒性作用及其機(jī)制的深入理解。 

圖1. MC-LR對小鼠海馬和前額葉皮層脂質(zhì)側(cè)面的影響。（a-d）MC-LR處理組和對照組總體脂質(zhì)分布模式的主成分分析圖；（e-f）海馬和前額葉皮層中MC-LR處理組各脂質(zhì)亞類含量變化；（g-j）海馬和前額葉皮層中MC-LR處理組脂質(zhì)分子含量變化

　　為此，中國科學(xué)院水生生物研究所謝平研究團(tuán)隊(duì)近日運(yùn)用脂質(zhì)組學(xué)首次從脂質(zhì)側(cè)面并結(jié)合基因轉(zhuǎn)錄、組織病理以及水迷宮等行為學(xué)方法，研究了MCs慢性暴露對哺乳動物小鼠認(rèn)知活動兩個關(guān)鍵腦區(qū)—海馬和前額葉皮層的結(jié)構(gòu)和功能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，低濃度MC-LR口服染毒6個月后，在小鼠腦前額葉外皮中觀察到明顯的神經(jīng)退行性變化，但在海馬中并未觀察到，前額葉皮層對MC-LR的神經(jīng)毒性更脆弱。脂質(zhì)組學(xué)結(jié)果揭示了脂質(zhì)在亞類、脂質(zhì)分子和脂肪?；M成等不同水平上明顯的區(qū)域特異性變化特征，各種磷脂和鞘脂在前額葉皮層含量下降，但在海馬中含量增加（圖1和圖2）；前額葉皮層和海馬中脂質(zhì)代謝調(diào)控明顯不同，這些脂質(zhì)代謝異?？赡軈⑴c了區(qū)域特異性神經(jīng)退行性變過程（圖3）。該研究填補(bǔ)了脂質(zhì)變化與MCs神經(jīng)毒性之間的知識空白，識別關(guān)鍵的磷脂和鞘脂分子及其介導(dǎo)MCs誘導(dǎo)的神經(jīng)退行性變的分子機(jī)制值得進(jìn)一步深入研究。

圖3 MC-LR誘導(dǎo)區(qū)域特異性的脂質(zhì)代謝改變及其在神經(jīng)退行性病變中的作用

　　該研究成果以“First insights into region-specific lipidome alterations of prefrontal cortex and hippocampus of mice exposed chronically to microcystins”為題發(fā)表在Environment International，文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108018。水生所何君副研究員和研究生陳陽為論文的共同第一作者，陳雋研究員和謝平研究員為通訊作者。該研究獲得國家自然科學(xué)基金（No. 31600423, 31770555和31901186）的支持。