合成偶氮染料苋菜红破坏体内斑马鱼模型的神经元可塑性,引发α-突触核蛋白聚集和认知障碍
作者列表(Sanjay Gopi等共6人,所属机构涉及沙特、韩国及美国密苏里州圣路易斯西格玛奥德里奇公司)
研究亮点
- 苋菜红(AMR)在斑马鱼幼体中引发毒性及形态畸形
- AMR通过活性氧积累导致氧化应激,引发谷胱甘肽耗竭(1.14±0.28 U/mg蛋白;p=0.0012)和脂质过氧化增加(2.8倍;p<0.0001)
- 损害认知功能,影响记忆学习能力,导致神经元退化
- 破坏突触可塑性关键分子标记物
- GFAP和α-突触核蛋白聚集增加(100mg/L时分别升高2.42和2.63倍),提示星形胶质细胞活化
摘要
苋菜红(AMR)作为广泛应用于纺织、制药及食品工业的合成色素,其高水溶性导致环境持久残留。研究通过斑马鱼体内模型揭示其神经毒性机制:急性及慢性毒性实验显示剂量依赖性死亡率上升和发育异常。100mg/L浓度下,运动活动障碍及学习记忆能力下降伴随神经可塑性分子标记物异常,GFAP和α-突触核蛋白聚集显著增加,提示与帕金森病等神经退行性疾病的病理关联。研究建议重新评估AMR环境安全限值。
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食品染色剂苋菜红在斑马鱼中的神经毒性实验
引言
偶氮染料因含-N=N-官能团被广泛用于纺织、食品等行业。AMR(又称E123、酸性红27)化学结构为C20H11N2Na3O10S3,常用于加工食品着色。其环境持久性及潜在毒性引发关注:15-50%生产用染料进入废水,浓度高达500mg/L。世界卫生组织将其列为可能致癌物,FDA于1976年禁用,但亚洲部分国家仍允许日摄入量0.5mg/kg。研究显示AMR可通过胎盘屏障影响胎儿发育,并诱发过敏、ADHD等健康问题。
化学品
苋菜红(酸性红27,CAS# 915-67-3)购自美国西格玛奥德里奇公司,分子量604.47g/mol。双酚A(BPA,CAS# 80-05-7)同批采购。
AMR生态毒性预测
通过QSAR分析预测:对水蚤48h LC50为52.3mg/L,绿藻96h EC50为20.7mg/L。根据Cramer规则分类为III类(高毒性),Verhaar方案分类为5类。
讨论
AMR在糖果、开胃酒等食品中广泛应用。2010年欧洲食品安全局将其日允许摄入量从0-0.5mg/kg降至0.15mg/kg。本研究发现斑马鱼模型中AMR引发的氧化应激和神经炎症与人类帕金森病病理特征高度相似,提示需重新评估其风险。
结论
本研究首次揭示AMR在斑马鱼中引发发育异常、氧化损伤及神经退行性病变。浓度依赖的胚胎死亡率和孵化延迟提示早期发育敏感性。氧化应激介导的神经元损伤、脂质过氧化和凋亡是关键机制。
环境影响
AMR的基因毒性和致癌风险引发多国限制。其在纺织业的排放导致水体光穿透降低,破坏水生生态系统。厌氧条件下降解生成的芳香胺具有致突变性,进一步加剧生态风险。
作者贡献
Sanjay Gopi等负责实验设计与数据分析;Bader Almutairi参与方法优化;Ki Choon Choi进行审校。
伦理审批
斑马鱼实验经机构动物伦理委员会(批准号:IAEC/328/2024)审核,符合欧盟2010/63/EU指令和ARRIVE 2.0指南。
AI使用声明
使用Grammarly(v1.2.169.1689)优化文稿语言,作者最终对内容负责。
利益冲突
作者声明无潜在利益冲突。
致谢
感谢沙特萨勒曼国王残疾研究中心(项目号:KSRG-2024-237)资助。
参考文献(部分示例)
- Abe等,《环境污染物》2018年:揭示染料对斑马鱼生化毒性
- Arnold等,《神经治疗学》2012年:人工色素与注意力缺陷障碍关联
- Buledi等,《食品化学与毒理学》2022年:基于纳米复合材料检测饮料中AMR
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