上海
题图 | Pixabay
撰文 | 宋文法
磁性纳米颗粒（MNP），是空气污染物的重要组成部分，来源于人为活动（如工业排放、交通磨损等）或自然环境，因其纳米尺寸可进入血液循环并跨越血脑屏障，已有研究证实，MNP广泛存在于人体多种器官中，包括鼻腔、血液、心脏、大脑等，且与神经退行性疾病有关。
现代生活中，随着手机、耳机等电磁技术产品的广泛使用，人类日常生活环境中普遍存在磁场暴露。尽管已有研究表明磁场可能影响生物活动，但目前观点认为磁场本身无害。然而，当磁场遇上磁性纳米颗粒，是否会危害健康？
近日，中国科学院江桂斌院士、刘倩等研究人员在"ACS Nano"期刊上发表了一篇题为" Brain Accumulation of Airborne Magnetite Nanoparticles under Earphone/Smartphone-Embedded Magnetic Fields Triggers Neurotoxicity "的重磅研究。
研究显示，耳机/手机中内置磁体产生的磁场，会加剧空气中磁性纳米颗粒进入大脑并聚集，进而诱发神经毒性。动物模型证实，在耳机/手机磁场暴露下，大脑中的磁性纳米颗粒积累量增加了约5倍，并表现出显著的认知受损、神经毒性。
图：论文截图
在这项研究中，研究团队在小鼠模型中，模拟了耳机/手机磁场联合磁性纳米颗粒暴露，并设置了无磁场/去磁纳米颗粒对照组，通过行为学测试、多组学分析等技术，全面分析了磁场联合磁性纳米颗粒对大脑神经毒性的影响。
结果发现，与对照组相比，耳机/手机中内置磁体产生的磁场，会加剧空气中磁性纳米颗粒进入大脑并聚集，大脑中的积累量增加了约5倍。
行为学测试显示，耳机/手机磁场联合磁性纳米颗粒暴露的小鼠，空间学习和记忆能力明显受损，且大脑中磁性纳米颗粒含量越高，认知受损越严重。
为了证实磁性的核心作用，研究团队还对比了磁性四氧化三铁和非非磁性三氧化二铁纳米颗粒，结果显示，只有磁性纳米颗粒与磁场联合暴露，才会诱发明显的神经行为异常，这表明，纳米颗粒的磁性是诱导神经毒性的关键因素，而非单纯的化学成分或粒径。
图：论文截图
从机制上来讲，磁场与磁性纳米颗粒的联合暴露，会引发海马体中数千个基因表达发生改变，这些基因改变主要涉及认知、学习记忆、神经元死亡等神经毒性相关功能，且显著激活了与神经退行性疾病相关的MAPK和GTP酶相关通路，同时，血浆中的金属元素（如镁、钾、钙）水平也出现异常，进一步加剧了神经毒性效应。
研究指出，空气中的磁性纳米颗粒平均粒径小于76 nm，对低磁场高度敏感，而耳机/手机的磁场会加剧其在大脑中聚集，进而放大其神经毒性。
尽管如此，研究团队强调，这项研究为急性暴露动物模型，目前尚未建立与人类健康的因果关系，但考虑到耳机/手机的频繁使用，有必要重新评估其对健康的影响。
综上，这项研究首次发现，广泛使用的耳机/手机等设备所产生的磁场，会加剧空气中磁性纳米颗粒在大脑中聚集，并诱发神经毒性，为理解空气污染与神经退行性疾病的关联提供了新机制。
参考文献：
https://doi.org/10.1021/acsnano.5c22066
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