عامل محیطی – ژوئن 2020: گزارش های مکاتباتی ماه

آسم با انتشار کمتر از نیروگاه ها کاهش می یابد

بر اساس مطالعه ای که توسط NIEHS انجام شده است، علائم آسم و بستری شدن آسم در بیمارستان در پاسخ به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از نیروگاه ها به طور چشمگیری کاهش یافته است. محققان از یک آزمایش طبیعی در لوئیزویل، کنتاکی، بین سال‌های 2013 و 2016 استفاده کردند. در این مدت، نیروگاه‌های نزدیک یا استفاده از زغال سنگ به عنوان منبع انرژی را متوقف کردند یا کنترل‌های بهتری برای انتشار گازهای گلخانه‌ای نصب کردند. این اولین مطالعه ای است که کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از نیروگاه های زغال سنگ را با مزایای سلامتی مرتبط با آسم مرتبط می کند.

این تیم از مدل سازی پراکندگی برای تخمین حرکت انتشار دی اکسید گوگرد از نیروگاه ها استفاده کرد و دریافت که قرار گرفتن در معرض پس از انتقال از زغال سنگ به گاز طبیعی و نصب کنترل های انتشار کاهش یافته است. آنها همچنین نشان دادند که این تغییرات با کمتر بستری شدن مرتبط با آسم و مراجعه به اورژانس و کاهش استفاده از داروهای استنشاقی آسم مرتبط است.

به طور خاص، با مقایسه انتشار گازهای گلخانه ای از همان مناطق قبل و بعد از حذف تدریجی زغال سنگ، محققان تخمین زدند که انتقال انرژی در بهار 2015 منجر به 12 بستری شدن در بیمارستان و مراجعه به اورژانس کمتر به ازای هر کد پستی در سال بعد شد. نتایج تخمینی آنها به تقریباً 400 مورد اجتناب از بستری شدن در بیمارستان و بازدید از اورژانس در هر سال در سراسر شهرستان ترجمه می شود. کنترل انتشار گازهای گلخانه ای نصب شده در سال 2016 با کاهش 17 درصدی استفاده از استنشاقی آسم و کاهش 32 درصدی احتمال استفاده سنگین از استنشاقی در طول ماه همراه بود.

نقل قول: کیسی جی، سو جی جی، هنمن LRF، زیگلر سی، نئوفیتو AM، کاتالانو آر، گوندالیا آر، چن ای، کای ال، مویر SS، کامبز وی، سیمرال جی، اسمیت تی، سابلت جی، بارت MA. 2020. نتایج بهبود آسم مشاهده شده در نزدیکی نیروگاه زغال سنگ بازنشستگی، نوسازی و تبدیل به گاز طبیعی. Nat Energy 5: 398-408.

قرار گرفتن در معرض گلایفوسات با رفتار اوتیسم در موش

یک مطالعه جدید با بودجه NIEHS مکانیسم احتمالی را نشان می دهد که قرار گرفتن در معرض علف کش گلیفوسیت در دوران بارداری ممکن است خطر ابتلا به اختلال طیف اوتیسم (ASD) را در فرزندان افزایش دهد. بر اساس این مطالعه، آنزیمی به نام اپوکسید هیدرولاز محلول (sEH) نقش کلیدی در ایجاد رفتار مشابه ASD پس از قرار گرفتن مادر در معرض گلایفوسیت دارد. نشان داده شده است که آنزیم sEH که به تجزیه اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه کمک می کند، در سایر اختلالات رشد عصبی مرتبط با التهاب نقش دارد.

این تیم موش‌های باردار را در دوران بارداری و شیردهی در معرض سطوح بالای گلایفوسیت قرار دادند، سپس رفتار مشابه ASD را در فرزندانشان ارزیابی کردند. موش‌های جوانی که در رحم و در دوران شیردهی در معرض گلایفوسیت قرار گرفتند برخلاف گروهی که در معرض آن قرار نگرفته بودند، نقص‌های شناختی و تعامل اجتماعی مشابه ASD نشان دادند. فرزندان در معرض نیز در مقایسه با گروهی که در معرض قرار نگرفته اند، میکروبیوم های تغییر یافته ای دارند.

برای درک مکانیسم اساسی، محققان بیان sEH را در مغز فرزندان در معرض و بدون مواجهه مقایسه کردند. سطح پروتئین و بیان ژن sEH در مغز موش های در معرض به طور قابل توجهی بالاتر بود. درمان با یک مهارکننده sEH از بارداری تا از شیر گرفتن از رفتارهای ASD مانند در فرزندان در معرض جلوگیری می کند. به گفته نویسندگان، این یافته ها نشان می دهد که مهارکننده های sEH ممکن است برای پیشگیری یا درمان ASD نویدبخش باشد.

نقل قول: Pu Y، Yang J، Chang L، Qu Y، Wang S، Zhang K، Xiong Z، Zhang J، Tan Y، Wang X، Fujita Y، Ishima T، Wang D، Hwang SH، Hammock BD، Hashimoto K. 2020. قرار گرفتن مادر در معرض گلایفوسیت از طریق افزایش بیان اپوکسید هیدرولاز محلول باعث رفتارهای اوتیسم مانند در فرزندان می شود. Proc Natl Acad Sci USA 117(21):11753-11759.

قرار گرفتن در معرض BPA باعث ایجاد تغییرات اپی ژنتیکی می شود که متابولیسم را تغییر می دهد

دریافت کنندگان NIEHS نشان داده اند که قرار گرفتن زودهنگام در معرض بیسفنول A (BPA) می تواند تغییرات اپی ژنتیکی را ایجاد کند که منجر به اختلال عملکرد متابولیک در مراحل بعدی زندگی می شود. تغییرات اپی ژنتیکی، که نحوه بیان اطلاعات ژنتیکی و پروتئین‌ها را بدون تغییر مستقیم DNA تغییر می‌دهد، نشان‌دهنده یک مکانیسم اساسی مهم و حساس است که توسط آن می‌توان متابولیسم را توسط BPA در طول دوره‌های بحرانی رشد برنامه‌ریزی کرد.

محققان در روزهای اول، سوم و پنجم پس از تولد، موش‌ها را در معرض BPA قرار دادند و آنها را با موش‌های بدون مواجهه مقایسه کردند. بعداً، در سن 240 روزگی، موش‌ها به گروه‌هایی تقسیم شدند که یک غذای معمولی یا یک رژیم غذایی پرچرب دریافت کردند. در یک سال، موش‌ها از نظر تغییرات اپی ژنتیک و بیان پروتئین در کبد، عضوی که نقش مهمی در متابولیسم دارد، مورد بررسی قرار گرفتند.

موش های نر در معرض BPA تغییرات اپی ژنتیکی مشخصه کبدهای مسن داشتند که نشان دهنده پیری اپی ژنتیک زودرس است. در مقایسه با گروه کنترل، موش‌های در معرض تری‌گلیسرید و کلسترول بالا، همراه با تغییراتی در بیان ژن مربوط به متابولیسم کلسترول و اسیدهای چرب داشتند.

به گفته نویسندگان، زندگی اولیه یک دوره حساس برای تغییرات اپی ژنتیک مربوط به متابولیسم است. چنین تغییراتی می تواند تا مدت ها پس از قرار گرفتن در معرض اولیه باقی بماند. برخی از این تغییرات ممکن است خاموش بمانند تا زمانی که در اثر یک رویداد بعدی زندگی، مانند رژیم غذایی پرچرب، باعث اختلال در عملکرد متابولیک شوند.

نقل قول: Trevino LS، Dong J، Kaushal A، Katz TA، Jangid RK، Robertson MJ، Grimm SL، Ambati CS، Putluri V، Cox AR، Kim KH، May TD، Gallo MR، Moore DD، Hartig SM، Foulds CE، Putluri N , Coarfa C, Walker CL. 2020. تعاملات اپی ژنوم-محیط، پیری اپی ژنومیک را تسریع می‌کند و برنامه‌ریزی مجدد اپی ژنتیکی با محدودیت متابولیکی را در بزرگسالی باز می‌کند. Nat Commun 11(1):2316..

TOP1 برای محافظت از نورون ها در برابر تخریب عصبی حیاتی است

بر اساس یک مطالعه جدید با بودجه NIEHS، از دست دادن آنزیم توپوایزومراز 1 (TOP1) منجر به آسیب DNA در نورون ها و تخریب عصبی می شود. TOP1 نقش مهمی در تسهیل بیان ژن های طولانی ایفا می کند که برای عملکرد عصبی مهم هستند. به گفته تیم تحقیقاتی، این داده ها نشان می دهد که TOP1 عملکرد مناسب ژن را در سیستم عصبی مرکزی حفظ می کند.

برای ارزیابی نقش TOP1 در تخریب عصبی، محققان TOP1 را در نورون‌های موش حذف کردند و رفتار، رشد و شاخص‌های کلیدی تخریب عصبی مانند التهاب را بررسی کردند. اگرچه سلول‌های عصبی به طور طبیعی رشد می‌کنند، موش‌های فاقد TOP1 نقص حرکتی نشان می‌دهند و زودرس می‌میرند. این موش ها همچنین نشانه هایی از تخریب اولیه عصبی را نشان دادند، با مغزهایی که در روز پانزدهم پس از زایمان 3.5 برابر در مقایسه با گروه کنترل کوچکتر بودند. محققان التهاب گسترده‌ای را در مغز موش‌هایی که فاقد TOP1 بودند، همراه با آسیب DNA و کاهش بیان 132 ژن طولانی که برای رشد و عملکرد عصبی طبیعی حیاتی هستند، شناسایی کردند.

این تیم گزارش داد که موش‌های بدون TOP1 سطوح پایین‌تری از نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید (NAD-plus) داشتند، ترکیبی که برای متابولیسم انرژی حیاتی است. وقتی به موش‌های فاقد TOP1 NAD-plus اضافی داده شد، آنها 30 درصد بیشتر عمر کردند، التهاب کمتری داشتند و بقای نورون‌ها بهبود یافته بود. تخریب عصبی تا حدی بهبود یافته بود، اما موش ها همچنان نقص حرکتی داشتند. این نتیجه نشان می دهد که وقتی TOP1 به خطر بیفتد، کاهش از دست دادن نورون برای محدود کردن کاهش رفتار کافی نیست.

نقل قول: Fragola G، Mabb AM، Taylor-Blake B، Niehaus JK، Chronister WD، Mao H، Simon JM، Yuan H، Li Z، McConnell MJ، Zylka MJ. 2020. حذف توپوایزومراز 1 در نورون های تحریکی باعث بی ثباتی ژنومی و تخریب اولیه عصبی می شود. Nat Commun 11(1):1962.