根据研究人员进行的一项研究，暴露于世贸中心灰尘的小鼠在空间识别和短期和长期记忆方面表现出显着损害，以及与免疫炎症反应和血脑屏障破坏相关的基因发生变化西奈山伊坎医学院，并于 1 月 17 日在阿尔茨海默氏病杂志上发表。
该研究表明，外周脑免疫炎症“串扰”可能会增加认知能力下降的可能性，从而确定在未来对世界贸易中心急救人员的研究中可能成为治疗目标的关键步骤。
“我们必须了解老年急救人员和其他暴露于归零地的受试者患阿尔茨海默氏病的风险，这样我们才能制定预防措施，”桑德斯家庭神经病学教授医学博士 Giulio Maria Pasinetti 说。 Icahn Mount Sinai 的 Mount Sinai 分子综合神经弹性中心项目主任和项目主任，也是该论文的资深作者。
2001 年 9 月 11 日，对世界贸易中心的恐怖袭击导致了大火，产生了大量浓密的有毒气体云和悬浮的粉状碎片，这些碎片由大小不一的颗粒组成，其中含有金属、多氯联苯和多环芳烃等已知毒素，统称为世界贸易中心颗粒物 (WTCPM)。
在袭击和清理工作之后的几年里，急救人员中出现了一系列慢性健康状况，他们长时间在归零地工作，反复接触高浓度的这种颗粒物。在慢性健康状况中，越来越多的科学文献表明，这些急救人员可能更容易出现轻度认知障碍，以及其他神经系统并发症，如白质连通性改变和/或海马体体积减少，这可能使他们在以后的生活中患阿尔茨海默病的风险更大。
“根据流行病学和初步数据，我们假设急救人员在灾后第一周反复接触零地粉尘，由于血脑屏障通透性和/或神经免疫相互作用，”伊坎西奈山神经病学系博士后研究员 Ruth Iban-Arias 博士说。
“我们的研究表明，急性暴露于世界贸易中心颗粒物可能会加速经过基因改造以发展为阿尔茨海默氏病的小鼠的认知能力下降和阿尔茨海默氏病型神经病理学。我们的转录组学分析强烈表明，这种暴露可能会引发全身性免疫炎症级联反应，这可能是潜在的基础急救人员正在经历的集体病理生理学。”
为了检验他们的假设，来自西奈山分子整合神经弹性中心的研究人员使用经过基因工程改造可患阿尔茨海默病 (5XFAD) 的小鼠和野生型小鼠作为对照。治疗组的小鼠在三周内连续三天暴露于 WTCPM粉尘的鼻腔内重复滴注——这些粉尘是在攻击后 72 小时内在归零地收集的——反映了第一响应者在归零地面临的空气水平暴露。这些动物暴露于高剂量和低剂量的 WTCPM 粉尘中，以确定剂量依赖性反应。
Y 迷宫试验和新物体识别行为测试分别针对工作记忆缺陷以及学习和识别记忆进行。在 Y 型迷宫试验中，小鼠被放置在 Y 型迷宫的起点，并允许其自由漫游 10 分钟。一般来说，老鼠天生就有探索它们最近没有去过的环境的倾向;该测定中的空间工作记忆障碍被定义为小鼠反复重新进入同一手臂的行为，表明它不记得它已经探索过哪些手臂。
7 天后，通过一项新的识别测试对小鼠进行评估，其中将每只小鼠放置在一个有两个物体(一个盐瓶和一个玩具块)的围栏中，并给予 10 分钟的时间进行调查。记录与这两个对象一起度过的时间。每只老鼠都被移走，随后放回围栏中，围栏里有一个来自之前试验的熟悉物体和一个新物体。认知完好的老鼠表现出一种天生的倾向，即花更多的时间研究新事物而不是熟悉的事物。因此，不记得以前接触过哪个物体的动物将花费相似的时间来探索这两个物体。
暴露于 WTCPM 粉尘后，对照组和 5XFAD 小鼠的工作记忆均下降了 10%，与未暴露于粉尘的小鼠相比，只有高暴露组小鼠表现出明显的损伤。暴露于高剂量灰尘并接受新物体识别任务的 5XFAD 小鼠显示，与未接触物体相比，探索熟悉物体而非新物体的偏好增加了 16% 和 30%(分别为短期和长期)暴露小鼠，描绘了潜在的记忆改变，显然是由于暴露在灰尘中。
研究人员还在两组小鼠的血液和海马体中进行了转录组学分析(研究基因组中产生的完整 RNA 转录本)。
暴露于 WTCPM 粉尘会引起免疫功能、细胞信号和体内平衡功能的各种扰动。有趣的是，与暴露于不含灰尘的盐水溶液的 5XFAD 小鼠相比，在暴露于 WTCPM 的 5XFAD 小鼠的外周血中也注意到嗜中性粒细胞(先天免疫系统的粒细胞)呈上升趋势。总体而言，包括急性期反应信号传导在内的具有炎症总体主题的通路的显着激活被上调。
WTCPM 粉尘还加剧了小鼠大脑中的神经炎症特征。研究人员发现与血脑屏障有关的基因表达显着上调。
这些影响表明外周安装的先天免疫反应，可能协同传播神经炎症。结果表明，暴露于 WTCPM 可能会产生外周免疫反应，最终导致脑内皮紧密连接蛋白的破坏，并导致外周免疫调节剂向大脑迁移的血管通透性允许。
“虽然我们应该谨慎地解释这些临床前研究的结果，并且需要在临床环境中进行进一步调查，但我们的研究提供了与急救人员健康相关的宝贵信息。这些数据为调查开辟了新的视野，以进一步了解急性暴露于 WTCPM 粉尘会加速老年痴呆症和相关痴呆症的发作，这些急救人员现在已经到了老年，”Pasinetti 博士说。
西奈山研究小组目前正在进行临床前研究，探索表达人类形式 APOE4/4(晚发性阿尔茨海默氏病的最高遗传风险因素)的小鼠与暴露于 WTCPM 粉尘之间的相互作用，以检查阿尔茨海默氏症可能加速发作疾病类型表型。这些研究将为预防性筛查提供急需的信息，并可能对急救人员和其他暴露于阿尔茨海默病遗传易感性粉尘的个人进行干预。
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