《Scientific Reports》：The neurotoxicity of Paraquat and its degradation products on drosophila melanogaster
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為探究百草枯（PQ）光降解產物的毒性，巴西研究人員以果蠅為模型展開研究。結果發現，PQ 光降解產物會降低果蠅攀爬能力、影響酶活性等。這為研究有機污染物處理提供了參考，對評估相關化合物毒性意義重大。
在農業蓬勃發展的背后，百草枯（Paraquat，PQ）作為曾經廣泛使用的除草劑，卻隱藏著巨大的危害。它在環境中極為持久，難以降解，對動物和人類的健康構成嚴重威脅。如今，全球已有超過 50 個國家對其下達禁令，其他國家也在嚴格管控或重新評估。大量研究表明，PQ 會干擾生物的能量代謝、線粒體功能，甚至與神經退行性疾病的發生密切相關，可它的光降解產物的毒性卻鮮為人知。
在此背景下，巴西聯邦大學馬托格羅索分校（Federal University of Mato Grosso）等機構的研究人員挺身而出，開啟了對 PQ 光降解產物毒性的探索之旅。他們以果蠅（Drosophila melanogaster）為研究對象，展開了一系列實驗。最終發現，PQ 光降解產物的毒性竟然比 PQ 本身更強，這一結論猶如一顆重磅炸彈，在相關領域引起軒然大波。該研究成果發表在《Scientific Reports》上，為后續研究有機污染物處理及評估化合物毒性指明了新方向。
研究人員主要運用了以下關鍵技術方法：首先，通過高分辨率質譜（HRMS）對 PQ 及其光降解產物進行化學表征，確定其成分；接著，以果蠅為模型生物，設置不同實驗組，分別喂食標準飲食、添加 PQ 的飲食和添加 PQ 光降解產物的飲食；隨后，運用多種生化檢測方法，測定果蠅體內的各項生理指標，如通過測定蛋白質羰基含量評估氧化應激水平，利用乳酸氧化酶法檢測乳酸含量，采用分光光度法測定乙酰膽堿酯酶（AChE）和檸檬酸合酶（CS）的活性等 。
下面來看具體的研究結果：
- PQ 光降解產物對果蠅蛹體積的影響：研究人員通過計算果蠅蛹的體積或軸向比（長度 / 寬度），評估 PQ 光降解產物的影響。結果顯示，喂食添加 30 分鐘和 60 分鐘光解產物飲食的果蠅蛹，體積顯著減小，這表明 PQ 光降解產物對果蠅的發育產生了不良影響。
- PQ 光降解產物對果蠅壽命和攀爬能力的影響：在果蠅壽命實驗中，添加 PQ 和光解產物的食物使果蠅壽命在 10 天后受到顯著影響，10 分鐘光解產物處理組的果蠅存活率約為 97%，而 PQ 處理組為 98%。同時，PQ 和光解產物顯著降低了果蠅的攀爬能力，且這種影響呈現時間依賴性，即隨著時間推移，果蠅攀爬能力下降越明顯。
- PQ 光降解產物對果蠅體內生化指標的影響：通過多種生化實驗檢測發現，PQ 光降解產物對果蠅體內的一氧化氮（?NO）水平影響不顯著，但在蛋白質羰基、乳酸含量、CS 活性和 AChE 活性方面有明顯變化。在蛋白質羰基方面，PQ 和 10 分鐘光降解產物會導致果蠅神經組織中羰基蛋白生成增加，表明氧化應激增強；在乳酸含量上，PQ 及其光解產物使果蠅胸部肌肉和頭部的乳酸含量上升；在 CS 活性方面，PQ 及其光解產物降低了 CS 活性，且 10 分鐘光降解產物處理組的果蠅胸部肌肉和頭部的 CS 活性下降更明顯，這意味著線粒體代謝受到抑制；AChE 活性方面，添加 PQ 和 10 分鐘光解產物的飲食顯著降低了果蠅胸部肌肉和頭部的 AChE 活性，進而影響了膽堿能系統和肌肉收縮功能。
綜合研究結果和討論部分，此次研究意義非凡。它首次揭示了 PQ 光降解產物對果蠅的神經毒性，使人們認識到 PQ 光降解產物可能存在更大的健康風險。這不僅為研究有機污染物的處理提供了新的思考方向，也警示人們在評估化合物毒性時，不能忽視其降解產物的潛在危害。未來，相關領域的研究人員可在此基礎上，進一步探索 PQ 光降解產物毒性的具體機制，尋找更有效的應對策略，為保護環境和人類健康貢獻力量。
