首個幹細胞平台發現食品添加劑破壞人體激素並導致肥胖

添加到早餐麥片和其他日常產品中的化學物質會使你肥胖嗎？動物實驗中越來越多的證據表明答案可能「是」，但在人類中證實這些發現至今仍面臨著難以逾越的障礙。8月9日發表在Nature Communications上美國Cedars-Sinai醫療中心的研究人員開發了一種新的平台和操作方法來測試內分泌干擾物對人類的影響。

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添加劑破壞聯繫腸道和大腦之間的荷爾蒙

這項研究測試的三種化學物質在現代生活中使用頻繁。

Butylhydroxytoluene（BHT）是一種抗氧化劑，通常添加到早餐穀類食品和其它食品中保護營養成分和防止脂肪酸敗；全氟辛酸（perfluorooctanoic acid，PFOA）是一種具有熱穩定性、疏油、疏水的高分子表面活性劑，用在炊具，紡織品和清洗劑等上；三丁基錫（tributyltin，TBT）是船舶防水塗料，這種用途會使其進入水中積聚在海鮮里。

研究人員利用人類幹細胞生成的荷爾蒙產生組織來證明，長期接觸這些化學物質會干擾從消化系統傳給大腦的信號，這些信號會讓人們知道吃飯時「飽」了。當這個信號系統發生故障時，人們可能會繼續進食，導致體重增加。

通訊作者Dhruv Sareen博士說：「我們發現，這些化學物質破壞聯繫腸道和大腦之間的荷爾蒙。當我們三種一起測試時，聯合的力量更為強勁。」Sareen說BHT產生的不利影響最強。

而其他科學家已經證明這些化合物可以破壞實驗室動物的激素系統。Sareen說新的研究是第一個使用人類幹細胞和組織來證明化合物可能擾亂人的腸-腦信號和預防肥胖的關鍵激素。

該研究所所長Clive Svendsen博士說：「這是一個里程碑式的研究，大大提高了我們對內分泌干擾物的了解——可能會損害人體的內分泌系統，導致美國肥胖的流行。」根據聯邦統計數據，超過三分之一的美國成年人被認為是肥胖的。

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誘導多能幹細胞分化的組織有效檢測化學物質對人體作用

研究人員認為為這項研究開發的新的測試系統有可能提供一種急需的、安全的和成本效益高的方法，用來評估成千上萬現有和新的化學物質對環境健康的影響。

在他們的實驗中，Sareen和他的團隊首先從成人中獲得血液樣本，然後通過重編程基因，將細胞轉化為誘導多能幹細胞。然後，利用這些幹細胞，研究人員培育出人類的上皮組織，這些組織是在腸道內以及大腦下丘腦區域的神經元組織，它們調節食慾和新陳代謝。

研究人員然後將組織一個接一個地、之後結合地暴露於BHT，PFOA和TBT，觀察細胞內發生了什麼。他們發現這些化學物質破壞了那些保持信號激素結構並從細胞中運輸出來的網路，從而使它們失效。這些化學物質也破壞了線粒體。

因為化學損傷發生在早期階段的「年輕」的細胞，研究結果提示了一個有缺陷的激素系統可能會影響懷孕的母親和她在子宮的胎兒。而其他的科學家已經發現，在動物實驗中，內分泌干擾物的影響可以傳給子孫後代，這個過程還沒有被證明在人類身上發生。

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該研究讓化學品人體健康風險評估更容易更便宜

根據美國衛生和福利部門的國家毒理學計劃，每天有8萬多種化學品在美國註冊，用於日常用品，如食品、個人護理用品、家用清潔劑和草坪護理產品。雖然該計劃在其網站上表明，只有相對較少的化學物質被認為對人類健康構成重大威脅，但它也指出：「我們不知道這些化學物質對我們的健康有多大影響。」

成本和倫理問題，包括對可能有害的物質進行暴露後人體受試者的健康風險，是檢驗許多化學品安全性的障礙之一。因此，許多廣泛使用的化合物仍然未在人類評估其健康影響，特別是對激素系統。

Sareen說：「通過在實驗室實際人體組織中檢測這些化學物質，我們可以使這些潛在的評價更容易進行，更具成本效益。」

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參考資料：1）Endocrine disruptors induce perturbations in endoplasmic reticulum and mitochondria of human pluripotent stem cell derivatives

2）Study shows how food preservatives may disrupt human hormones and promote obesity

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