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为探究苯丙胺类兴奋剂（ATSs）对人神经元细胞的毒性机制，研究人员以 SH-SY5Y 细胞为模型，检测 24h 暴露于不同 ATSs 后的氧化 / 抗氧化状态、DNA 完整性及单胺氧化酶 A（MAO-A）和烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）活性。发现 ATSs 可诱导氧化应激、DNA 损伤并抑制 nAChR 活性，为评估其毒理风险提供方向。
在现代社会，精神活性物质滥用已成为严峻的公共卫生问题。苯丙胺类兴奋剂（ATSs）作为一类人工合成的中枢神经兴奋剂，包含苯丙胺（AMP）、甲基苯丙胺（METH）、3,4 - 亚甲二氧基甲基苯丙胺（MDMA）等传统物质，以及梅菲德龙（4-MMC）等新精神活性物质（NPSs）。它们通过模仿神经递质结构影响多巴胺、去甲肾上腺素等的传递，虽在医疗领域有少量应用，如治疗注意力缺陷多动障碍（ADHD）、嗜睡症等，但非法滥用现象猖獗，尤其在青少年群体中扩散迅速。据统计，全球每年有 2700 万人使用苯丙胺类物质，因过量使用导致的急诊就诊和死亡人数逐年攀升，美国 ATSs/NPSs 相关 overdose 死亡率年均增长 30%。然而，这类物质对人体神经元的具体毒性机制尚未完全阐明，尤其是氧化应激、DNA 损伤与神经递质系统的相互作用机制仍存诸多空白，严重制约了针对性解毒药物和干预措施的开发。
为填补这一研究空白，来自克罗地亚医学研究与职业健康研究所（Zagreb, Croatia）和北克罗地亚大学（Vara?din, Croatia）的研究团队，以人神经母细胞瘤 SH-SY5Y 细胞（常作为体外神经元模型）为研究对象，开展了一项关于 ATSs 毒性机制的系统性研究。该研究成果发表在《Chemico-Biological Interactions》，为深入理解 ATSs 的神经毒性提供了关键实验证据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过 MTS 法检测细胞活力，确定各化合物的 IC25附近浓度用于后续实验；利用碱性彗星实验（comet assay）评估 DNA 损伤程度；通过检测丙二醛（MDA）、活性氧（ROS）、谷胱甘肽（GSH）水平及超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶活性，分析氧化 - 抗氧化平衡状态；采用功能实验测定单胺氧化酶 A（MAO-A）活性和烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）活性；并通过计算机模拟（in silico）预测受试化合物的药代动力学参数。
细胞活力检测
研究发现，所有受试化合物在 24h 暴露后均对 SH-SY5Y 细胞表现出一定程度的细胞毒性，导致细胞活力下降，其中苯丙胺（AMP）的作用最为显著。基于此，研究人员选择了各化合物使细胞活力保持在 75% 以上的浓度（见表 1），用于后续 DNA 损伤、氧化应激等指标的检测。
氧化应激与抗氧化防御
与未处理细胞相比，AMP 处理组表现出最显著的氧化应激反应，活性氧（ROS）水平显著升高，同时超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和过氧化氢酶（CAT）的活性增强，而谷胱甘肽（GSH）水平下降，表明细胞启动了抗氧化防御机制以应对氧化损伤。有趣的是，所有受试 ATSs 均能增加 GPx 活性，但其他抗氧化酶的活性变化因化合物而异。例如，新精神活性物质梅菲德龙（4-MMC）的作用与 AMP 类似，但不影响 CAT 活性。
DNA 损伤评估
在所选浓度下，AMP、甲基苯丙胺（METH）和 4-MMC 均显示出对 DNA 稳定性的影响，通过碱性彗星实验检测到彗星尾强度增加，提示这些物质可诱导 DNA 损伤，可能通过氧化应激或直接作用于遗传物质导致双链断裂或碱基损伤。
神经递质系统影响
在 1-50μM 浓度范围内，所有受试 ATSs 均未抑制单胺氧化酶 A（MAO-A）活性，但 AMP、METH、MDMA 和 MDA 可抑制乙酰胆碱对人 nAChR 的激活作用，表明这些物质可能通过拮抗烟碱型乙酰胆碱受体，干扰胆碱能神经传递，进而影响学习、记忆等神经系统功能。
计算机模拟药代动力学参数
研究还通过 in silico 方法预测了受试 ATSs 的药代动力学特征，发现它们作为弱碱（pKa≈9.9），具有低分子量、低蛋白结合率（<20%）的特点，易跨细胞膜和脂质层分布，导致组织和体液中浓度较高，且代谢途径多样，包括 N - 脱氨基、氧化、N - 去甲基化等，这些特性可能与其快速起效和广泛毒性相关。
研究结论与讨论
本研究通过体外神经元模型证实，苯丙胺类兴奋剂（ATSs）可诱导人神经母细胞瘤 SH-SY5Y 细胞的氧化应激反应，激活抗氧化酶系统（如 GPx），同时导致 DNA 损伤和烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）活性抑制。其中，传统 ATSs（AMP、METH）与新精神活性物质（4-MMC）在毒性表现上具有相似性，提示 NPSs 可能存在与传统 ATSs 相当的神经毒性风险。值得注意的是，抗氧化防御系统的激活（如 SOD、GPx 活性升高）可能是细胞应对氧化损伤的代偿机制，但谷胱甘肽（GSH）的消耗表明非酶抗氧化系统可能优先被耗尽，导致氧化还原失衡加剧。
研究结果为 ATSs/NPSs 的毒理学机制提供了多维度证据：氧化应激和 DNA 损伤可能是其神经毒性的核心机制，而 nAChR 拮抗作用则可能参与了神经传递紊乱和行为异常。这些发现不仅深化了对 ATSs 神经毒性的理解，也为开发针对性的解毒剂（如抗氧化剂、nAChR 保护剂）和建立风险评估模型提供了关键靶点。此外，研究中观察到的 NPSs 与传统 ATSs 毒性机制的相似性，对监管部门加强新型精神活性物质的管控具有重要警示意义，需警惕其通过结构修饰逃避监管的潜在风险。
尽管本研究未涉及体内模型和临床样本，但通过标准化的体外实验体系，系统整合了细胞毒性、氧化损伤、遗传毒性和神经受体功能检测，为后续体内机制研究和临床前毒理学评估奠定了基础。未来研究可进一步结合动物模型和临床数据，探讨 ATSs 在不同组织器官中的毒性差异及个体易感性机制，为全面评估其健康风险提供更完整的证据链。
