撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
磁性是纳米材料的一个重要特性。天然的、偶然形成的以及人工制造的磁性纳米颗粒在自然界和人类活动中无处不在。
作为一种空气污染物，磁铁矿纳米颗粒（MNP）能够进入人体甚至进入大脑，引发严重的潜在健康问题。然而，与尺寸、形状或表面化学等其他物理化学性质不同，磁性对纳米颗粒的生物分布和毒性的影响力，目前仍不清楚。
纳米颗粒的磁性表现需要暴露在磁场中，而磁场在日常生活中无处不在，我们常用的来手机和无线耳机等电子设备内部自带的磁性部件就在时刻产生着磁场。
近日，中国科学院生态环境研究中心江桂斌院士、刘倩研究员等在ACS Nano期刊发表了题为：Brain Accumulation of Airborne Magnetite Nanoparticles under Earphone/Smartphone-Embedded Magnetic Fields Triggers Neurotoxicity 的研究论文。
该研究表明，耳机/智能手机内置磁场（EEM）会促进空气中的磁铁矿纳米颗粒（MNP）在大脑中积聚并引发神经毒性。这些发现揭示了纳米材料的磁性与其毒性之间的关联，发现了外源性纳米颗粒可在体内作为磁场暴露对健康影响的直接介质，并为磁场暴露和空气污染对健康的影响提供了新见解。
研究发现了什么？
在这项研究中，研究团队使用了 6 至 8 周龄的 C57BL/6J 小鼠，让其同时暴露于空气中的磁铁矿纳米颗粒（MNP）和耳机/智能手机内置磁场（EEM），以研究纳米材料的磁性对吸入纳米颗粒的体内命运及神经毒性的潜在影响。
研究团队发现，耳机和智能手机内部嵌入的永磁体会产生稳定的磁场（简称 EEM）。当环境空气中存在磁铁矿纳米颗粒（主要来自于燃煤飞灰等污染源）时，与不存在 EEM 相比，EEM 会使吸入的 MNP 在大脑中的蓄积量暴增约 5 倍。
更关键的是，这种“磁场+磁性颗粒”的双重暴露，会显著损害小鼠的学习和记忆能力。在经典的“水迷宫”测试中，暴露组的小鼠更难以记住逃生平台的位置。
微小的磁性颗粒如何伤害大脑？
“吸铁石”效应：磁场就像一块吸铁石，将血液中循环的磁性颗粒更多地“拉”向大脑区域，导致异常积累。
激活“坏信号”：转录组学、免疫组织化学、金属组学和反应组学分析显示，这些磁性颗粒的积累，导致大脑海马体（负责记忆的关键区域）的基因表达发生了显著变化，许多与等神经退行性疾病相关的信号通路被激活，特别是 MAPK 和 GTP 酶相关通路。
多重打击：这些磁性颗粒本身具有表面活性，可能催化产生有害的自由基，破坏细胞结构，甚至导致蛋白质错误折叠和聚集。相比于暴露于非磁铁矿纳米颗粒、非磁性工程化氧化铁纳米颗粒或弱磁性的 PM2.5，磁性介导的毒性机制在小鼠中诱导了更严重的行为损伤。
对我们有何影响？
总的来说，这项研究首次在动物模型中揭示了手机和耳机产生的静态磁场能够增强空气中磁铁矿纳米颗粒（MNP）在大脑中的积聚，而这与神经功能障碍有关，为纳米颗粒的磁性这一物理属性与毒性之间的机制联系提供了体内证据。这些发现提出了一个全新的健康风险视角——环境中无处不在的磁性颗粒污染物，在与日常电子设备产生的磁场共同作用下，可能会对大脑神经系统造成“1+1>2”的复合伤害。
当然，这项研究仍处于小鼠实验阶段，其结论不能直接等同于对人体产生同等程度的危害。但它无疑敲响了一记警钟，提示了一种过去被忽视的潜在风险机制。提示我们在空气污染严重时，可适当减少耳机、手机的使用时长；定期清洁耳机、手机听筒等部位，减少颗粒物的附着。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c22066
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