尽管锰是一种参与许多身体功能的必需矿物质，但其缺乏和过量暴露都会引发健康问题。均衡饮食通常能为大多数人提供足够的锰；然而，高剂量暴露可能有毒，特别是对中枢神经系统有害。长期锰暴露可能导致一种称为锰中毒的病症，其症状类似于帕金森病，包括震颤、肌肉僵硬和认知障碍。
新研究发表在《科学信号》杂志上，利用模型系统和人体神经细胞展示了锰对中枢神经系统造成损害的机制。该研究还表明，维生素生物素（由肠道细菌合成的一种B族维生素）可能具有保护作用，减轻锰引起的损害。
“接触神经毒性金属如锰与帕金森综合征的发展有关。在这项研究中，我们应用了高分辨率质谱和高级化学信息学计算的非靶向代谢组学，在新开发的帕金森病模型中发现了生物素代谢作为锰诱导神经退化的修饰因子。”
——Sarkar Souvarish博士，罗切斯特大学医学中心环境医学系和神经科学系助理教授，该研究的主要作者
了解锰对大脑的损害
长期的职业和环境暴露于锰，常见于焊接烟雾和某些农村饮用水源，会增加帕金森综合征的风险，这种病症涉及与帕金森病相似但不同的神经症状。此前的研究已表明，锰可以与α-突触核蛋白结合，导致其错误折叠并在大脑中积累。
研究人员使用果蝇（Drosophila）开发了一个模仿人类职业锰暴露的模型，发现锰会导致果蝇出现运动缺陷、线粒体和溶酶体功能障碍、神经元损失和寿命缩短。
研究团队通过使用从诱导多能干细胞（iPSC）衍生的人类多巴胺能神经元验证了这些发现，并证明锰暴露选择性地损害这些细胞。多巴胺能细胞的丧失是帕金森病和帕金森综合征的标志。
生物素能帮忙吗？
研究表明，B族维生素生物素增强了大脑中多巴胺的产生。生物素补充剂逆转了果蝇和iPSC衍生神经元中的神经毒性，改善了线粒体功能并减少了细胞损失。
这一发现与越来越多的科学认识一致，即帕金森病是一种多系统疾病，早期症状常出现在肠道，而肠道微生物群的变化可能对疾病有所贡献。
“生物素补充剂显示出作为减轻锰诱导神经退化治疗策略的潜力，而且生物素在人体中的安全性和耐受性使其成为进一步探索的有希望的候选者。”Souvarish表示，“富含生物素的益生元或产生生物素的益生菌可能提供非药物干预选择，但还需要进行更多研究。”
该研究的其他共同作者包括罗切斯特大学医学中心的Pablo Reina-Gonzalez、哈佛大学的Gali Maor，以及哥伦比亚大学的Yunjia Lai和Gary W. Miller。该研究得到了美国国立卫生研究院的资金支持。
来源：罗切斯特大学医学中心
期刊参考文献：
Lai, Y., et al. (2025). Biotin mitigates the development of manganese-induced, Parkinson's disease-related neurotoxicity in Drosophila and human neurons. Science Signaling. doi.org/10.1126/scisignal.adn9868.
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