血腦屏障（blood-brain barrier, BBB）是存在于血漿與腦細胞之間由單層腦毛細血管內(nèi)皮細胞及細胞間的緊密連接形成的屏障，對維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)正常生理狀態(tài)具有重要的生物學意義。研究人員認為，很多持久性有機污染物具有較高的脂溶性，因此推測其可以通過血腦屏障對中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成損傷（central nervous system, CNS），但尚未有直接證據(jù)支持。 

　　中國科學院水生生物研究所環(huán)境毒理學學科組科研人員采用人腦微血管內(nèi)皮細胞作為離體血腦屏障模型，采用國家斑馬魚資源中心提供的轉(zhuǎn)基因斑馬魚（TG flk1：EGFP）作為活體血腦屏障模型，以新污染物四溴鄰苯二甲酸雙酯（bis (2-ethylhexyl) -3,4,5,6-tetrabromophthalate, TBPH）為對象，研究了其穿透血腦屏障的能力以及對血腦屏障結(jié)構(gòu)和功能的影響，并評價了由此導致的神經(jīng)毒性效應。 

　　離體研究結(jié)果表明，TBPH于6小時左右在Tanswell小室兩側(cè)基質(zhì)中達到平衡，其表觀滲透系數(shù)遠遠低于參照物熒光素鈉（NaFl），表明TBPH穿透血腦屏障的能力較低；但TBPH可以在不影響細胞活力的前提下增加血腦屏障的通透性（圖1）。 

圖1 TBPH跨血腦屏障的能力及其對hCMEC/D3細胞活力和功能的影響

(A)TBPH對hCMEC/D3細胞活力的影響；(B)Transwell小室外側(cè)TBPH的含量；(C)TBPH和熒光素鈉的通透性；(D)TBPH對熒光素鈉在6 h內(nèi)穿過hCMEC/D3細胞通透性的影響。

　　進一步通過活體研究發(fā)現(xiàn)，TBPH可以增加斑馬魚血腦屏障的通透性，這可能是由于TBPH可以與緊密連接蛋白發(fā)生作用，從而影響其結(jié)構(gòu)完整性。TBPH早期暴露對斑馬魚幼魚的發(fā)育、神經(jīng)遞質(zhì)和運行行為等常規(guī)神經(jīng)毒性指標沒有顯著影響，但可以顯著抑制幼魚的趨光性行為。魚類趨光反應的減弱可能會對其逃避捕食者的反應造成不利影響，從而可能增加魚類的環(huán)境生存風險。 

圖2. TBPH 對斑馬魚血腦屏障和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響

(A) EB在對照組幼魚血腦屏障的滲漏情況 (B) EB在2 μM TBHP處理組幼魚血腦屏障的滲漏情況 (C) TBPH 和claudin-1的結(jié)合構(gòu)象 (D) TBPH 和ZO-3的結(jié)合構(gòu)象 (E) TBPH對仔魚趨光性行為的影響 (F) TBPH對視覺相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平的影響

　　作為一種新溴代阻燃劑（novel brominated flame retardants, NBFRs），TBPH在我國環(huán)境和生物介質(zhì)中的含量迅速增加，甚至已經(jīng)超過傳統(tǒng)BFRs成為最主要的NBFRs污染物之一。上述研究結(jié)果有助于進一步了解TBPH的神經(jīng)毒性及作用機制，也指出了TBPH對水生生物可能造成潛在的危害。同時，該研究所采用的離體和活體血腦屏障模型，可以作為評估有機污染物跨血腦屏障的能力、揭示神經(jīng)毒性作用機制的有力工具。 

　　本研究由碩士研究生劉思甜等人完成，楊麗華副研究員為通訊作者。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于Journal of Hazardous Materials雜志上（https://authors.elsevier.com/a/1drZE15DSlK44s）。該研究得到了國家自然科學基金（42177268，21737005）、博士后面上基金（2019M652736）和淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室（2019FBZ03）的資助，以及國家斑馬魚資源中心的支持。