عامل محیطی – ژوئیه 2020: گزارش های مکاتباتی ماه

پایگاه داده جدید تحقیقات نانومواد را تسهیل می کند

دریافت کنندگان کمک مالی NIEHS PubVINAS را ایجاد کردند، یک پایگاه داده بزرگ از ساختار، خواص شیمیایی، و اطلاعات فعالیت در 705 نانومواد شامل 11 نوع ماده. با داده های گسترده در مورد هر ماده، پایگاه داده در دسترس عموم به دانشمندان اجازه می دهد تا از ساختارهای نانومواد جدید برای پیش بینی خواص حیاتی و سمیت بالقوه آنها استفاده کنند.

تحقیقات مدرن در زمینه نانوتکنولوژی داده های تجربی زیادی را در مورد نانومواد مختلف تولید کرده است. با این حال، تعداد کمی از پایگاه‌های داده نانومواد دارای جزئیات کافی برای ایجاد مدل‌های پیچیده ریاضی برای پیش‌بینی رفتار هستند. محققان یک پایگاه داده حاشیه نویسی نانوساختار ایجاد کردند که قالبی مناسب برای کامپیوتر برای رمزگذاری اطلاعات در مورد ساختار هر نانو ماده است. PubVINAS بر اساس هزاران مقاله علمی است و شامل 705 نانومواد منحصر به فرد، 1365 ویژگی فیزیکوشیمیایی این مواد و 2386 نقطه داده مربوط به زیست فعالی آنها است، از جمله اینکه آیا نانومواد می توانند توسط سلول ها جذب شوند و منجر به مرگ سلولی شوند. نانوساختارها به عنوان فایل های داده ای ذخیره می شوند که می توانند توسط محققان در سراسر جهان دانلود شوند.

افزایش تولید، استفاده و تجمع نانومواد در محیط، نگرانی‌های جدی را در مورد اثرات بالقوه نانومواد جدید بر سلامتی ایجاد می‌کند. به گفته نویسندگان، مدل‌های پیش‌بینی توسعه‌یافته از این پایگاه داده می‌تواند به محققان در طراحی و اولویت‌بندی توسعه نانومواد امن‌تر کمک کند.

نقل قول: یان اچ، سدیه آ، وانگ دبلیو، یان بی، ژو ایکس. 2020. ساخت یک پایگاه داده نانومواد مبتنی بر وب از طریق مدیریت داده های بزرگ و مدل سازی حاشیه نویسی های نانوساختار مناسب. Nat Commun 11:2519.

اگزوزوم های میکروگلیال مرتبط با بیماری پارکینسون

دریافت کنندگان NIEHS کشف کردند که میکروگلیا، سلول های ایمنی ساکن در مغز، در انتقال سلول به سلول پروتئین آلفا سینوکلئین با آزاد کردن اگزوزوم ها، که ساختارهای کوچک متصل به غشاء توسط سلول ها ترشح می شوند، نقش دارند. تجمع آلفا سینوکلئین در مغز یکی از ویژگی های مهم بیماری پارکینسون است که یک اختلال در سیستم عصبی مرکزی است.

نورون ها سلول های اساسی مغز و سیستم عصبی هستند. هنگامی که محققان نورون ها را با آلفا سینوکلئین درمان کردند، مشاهده کردند که پروتئین در اگزوزوم ها بسته بندی شده و توسط میکروگلیا آزاد می شود و باعث تجمع پروتئین می شود. هنگامی که اگزوزوم ها با سیتوکین های پیش التهابی میکروگلیال، که پروتئین های کوچکی هستند که توسط سلول های ایمنی ترشح می شوند، ترکیب شدند، این اگزوزوم ها تجمع آلفا سینوکلئین را در نورون ها افزایش دادند.

سپس محققان دریافتند که در موش‌ها، یک تزریق آلفا سینوکلئین مصنوعی با انتقال سلول به سلول آلفا سینوکلئین و تجمع غیرطبیعی در مغز موش همراه بود. این تیم با تخلیه میکروگلیا در موش ها توانست به طور چشمگیری انتقال آلفا سینوکلئین را سرکوب کند. محققان همچنین اگزوزوم های مشتق شده از میکروگلیا را از بیماران مبتلا به پارکینسون خالص سازی کردند و تأیید کردند که حاوی آلفا سینوکلئین هستند. در آزمایشگاه، اگزوزوم های میکروگلیال بیمار قادر به القای تجمع آلفا سینوکلئین در نورون های انسانی هستند.

به گفته نویسندگان، این مطالعه از این دیدگاه حمایت می کند که اگزوزوم های میکروگلیال به پیشرفت تجمع آلفا سینوکلئین کمک می کنند و بنابراین ممکن است به عنوان یک هدف درمانی امیدوارکننده برای بیماری پارکینسون عمل کنند.

نقل قول: Guo M، Wang J، Zhao Y، Feng Y، Han S، Dong Q، Cui M، Tieu K. 2020. اگزوزوم های میکروگلیال تحویل آلفا سینوکلئین را در بیماری پارکینسون تسهیل می کنند. مغز 143 (5): 1476-1497.

چگونه آلودگی هوای ناشی از ترافیک می تواند بر رشد مغز تأثیر بگذارد

طبق یک مطالعه با بودجه NIEHS، قرار گرفتن در معرض آلودگی هوای مرتبط با ترافیک (TRAP) در مراحل اولیه رشد مغز موش‌ها را مختل می‌کند. مطالعات در جمعیت های انسانی TRAP را با افزایش خطر ابتلا به اختلالات عصبی مختلف مرتبط دانسته اند، اما شواهد محدودی مبنی بر ارتباط علی بین TRAP و توسعه عصبی نامطلوب وجود دارد.

برای ارزیابی قرار گرفتن در معرض TRAP در دنیای واقعی، محققان موش‌های نر و ماده را در دوران بارداری و رشد اولیه پس از زایمان در معرض TRAP قرار دادند که مستقیماً از یک تونل ترافیکی در کالیفرنیای شمالی استخراج شده بود و آن را بدون تغییر و در زمان واقعی به یک اتاق نوردهی تحویل داد. آنها نتایج رشد عصبی را در موش هایی که در معرض TRAP قرار داشتند با حیواناتی که در معرض هوای فیلتر شده قرار داشتند مقایسه کردند.

در موش‌های نر، قرار گرفتن در معرض TRAP بیان پروتئین دابل کورتین را افزایش داد که به عنوان شاخصی برای تولید نورون‌های جدید در مغز استفاده می‌شود. موش‌های نر در معرض TRAP همچنین دارای درصد بالاتری از سلول‌های عصبی در حال چرخش نسبت به موش‌های صحرایی در منطقه‌ای از هیپوکامپ مغز بودند که در آن نورون‌های بالغ تولید می‌شود. در مقایسه با موش‌های ماده بدون مواجهه، محققان مشاهده کردند که موش‌های ماده در معرض کاهش حجم بطن‌های جانبی – بزرگترین حفره‌های مغزی حاوی مایع مغزی نخاعی – و افزایش عرض لایه نورون‌های کوچک موجود در مخچه به نام سلول‌های گرانول را نشان دادند. این الگوهای تغییر یافته رشد سلولی و تولید نورون در مردان و زنان در انواع اختلالات عصبی رشدی و ناتوانی‌های ذهنی رایج است.

به گفته نویسندگان، یافته ها نشان می دهد که قرار گرفتن در معرض سطوح واقعی TRAP در دوران بارداری و رشد اولیه پس از زایمان، رشد عصبی را تعدیل می کند. یافته های آنها شواهد اپیدمیولوژیک ارتباط بین قرار گرفتن در معرض TRAP و افزایش خطر اختلالات عصبی را تأیید می کند.

نقل قول: Patten KT، González EA، Valenzuela A، Berg E، Wallis C، Garbow JR، Silverman JL، Bein KJ، Wexler AS، Lein PJ. 2020. اثرات قرار گرفتن زودهنگام در معرض آلودگی هوای مرتبط با ترافیک بر رشد مغز در موش های صحرایی جوان نژاد Sprague-Dawley. ترجمه روانپزشکی 10(1):166.

بازدارنده های شعله می توانند از طریق تغییرات در اسپرم بر نسل های آینده تأثیر بگذارند

دریافت کنندگان NIEHS گزارش کردند که قرار گرفتن در معرض پلی برومینه بی فنیل (PBB) 153، یک نوع بازدارنده شعله برومه، متیلاسیون DNA را در اسپرم تغییر می دهد. متیلاسیون DNA به تغییرات ارثی در بیان ژن اشاره دارد که بدون تغییر در توالی DNA رخ می دهد. PBB153 برای کسانی که مستقیماً در معرض آن قرار می گیرند سمی است. مطالعه جدید نشان می دهد که قرار گرفتن در معرض ممکن است به نسل های آینده نیز آسیب برساند.

در سال 1973، یک شرکت شیمیایی که هم یک بازدارنده شعله برم دار و هم یک افزودنی غذایی تولید می کرد، به اشتباه صدها پوند از بازدارنده شعله را به جای افزودنی غذایی به کارخانه های غلات در اطراف میشیگان ارسال کرد. بازدارنده شعله در خوراک دام گنجانده شده است که آن را وارد زنجیره غذایی می کند. در نتیجه، تقریباً 6.5 میلیون نفر از ساکنان میشیگان محصولات حیوانی آلوده به PBB را مصرف کرده‌اند.

محققان دریافتند که سطوح در گردش PBB153، جزء اصلی بازدارنده شعله برومه، با متیلاسیون ژن در اسپرم مردانی که در یک مطالعه PBB در میشیگان ثبت نام کرده بودند، مرتبط است. بر اساس این اطلاعات، آنها اسپرم را در آزمایشگاه بررسی کردند و دریافتند که قرار گرفتن در معرض PBB153 باعث کاهش متیلاسیون در مناطقی از DNA می شود که ژن های چاپ شده را کنترل می کنند که برای رشد جنین ضروری هستند و نقش مهمی در سایر جنبه های رشد دارند.

به گفته نویسندگان، اثرات PBB بر تنظیم اپی ژنتیکی در اسپرم ممکن است منجر به اثراتی بر رشد فرزندان شود، که می تواند برخی از اثرات سلامت مربوط به غدد درون ریز را که در بین کودکان والدین در معرض PBB مشاهده شده است، توضیح دهد.

نقل قول: Greeson KW، Fowler KL، Estave PM، Thompson SK، Wagner C، Edenfield RC، Symosko KM، Steves AN، Marder EM، Terrell ML، Barton H، Koval M، Marcus M، Easley CA 4th. 2020. اثرات نامطلوب بازدارنده شعله، PBB153، قرار گرفتن در معرض روی اسپرم و نسل های آینده. Sci Rep 10(1):8567.