神經管形成（Neurulation）是中樞神經系統（Central Nervous System, CNS）發育的關鍵階段，此過程涉及神經板的摺疊與融合，最終形成神經管，進而分化為大腦與脊髓。然而，環境與遺傳因素若干擾此過程，可能導致神經管缺陷（Neural Tube Defects, NTDs），並引發包括運動障礙在內的後續發育併發症。近期一項研究指出，驅蟲藥伊維菌素（Ivermectin, IVM）若在神經管形成期間暴露，將透過嘌呤激導性（Purinergic）P2X4 訊號傳導路徑，對非洲爪蟾（Xenopus laevis）胚胎造成顯著的發育影響。
嘌呤激導性訊號傳導是一種保守的細胞外通訊形式，透過嘌呤核苷酸與核苷活化代謝型 P2Y 與離子型 P2X 嘌呤受體（Purinoceptors），在脊椎動物從受精到器官發育的過程中，調節細胞內的鈣離子動態。在眾多 P2X 受體中，P2X4 受體是一種受三磷酸腺苷（ATP）調節、具鈣離子通透性的配體閘控離子通道，其鈣離子通透性最高，且已知會受到伊維菌素的調節。研究人員旨在評估伊維菌素在神經管形成期間的處理效應，並觀察其對蝌蚪階段的表型、運動行為及神經肌肉接點（Neuromuscular Junction, NMJ）結構的影響。
伊維菌素暴露對胚胎發育的影響
研究團隊首先證實了在神經管形成期間，P2X 與 P2Y 嘌呤受體，包括 P2X4 受體，皆有轉錄表現。實驗結果顯示，在神經管形成階段給予伊維菌素處理後，非洲爪蟾胚胎出現了嚴重的神經管缺陷，並伴隨色素沉著改變、運動麻痺，以及神經肌肉接點結構的顯著異常，特別是軸突分枝（Axonal branching）受到嚴重干擾。這些發現證實了伊維菌素對早期發育階段具有高度的干擾性，並可能對神經系統的結構完整性造成不可逆的損害。
為了進一步釐清伊維菌素的作用機制，研究人員將上述結果與其他已知為伊維菌素標靶的化合物進行了對比。實驗分別使用了甘胺酸受體（Glycine Receptor, GlyR）阻斷劑士的寧（Strychnine）、GABA(A) 受體（GABA(A) Receptor, GABA(A)R）阻斷劑畢庫枯靈（Bicuculline），以及菸鹼型乙醯膽鹼受體（nACh Receptor, nAChR）阻斷劑 α-銀環蛇毒素（α-bungarotoxin）。研究發現，這些針對特定受體的阻斷劑並未產生與伊維菌素相似的發育缺陷，顯示伊維菌素導致的異常並非透過上述路徑。
P2X4 受體在發育過程中的關鍵角色
與其他受體阻斷劑的結果形成鮮明對比的是，使用 P2X4 受體的專一性阻斷劑 BX-430 進行處理時，觀察到了與伊維菌素處理後相似的病理特徵。這一發現有力地支持了伊維菌素在神經管形成期間的毒性效應，主要是透過作為 P2X4 受體的正向異位調節劑（Positive allosteric modulator）來發揮作用。這項研究不僅釐清了伊維菌素在發育毒理學上的潛在風險，也進一步確立了 P2X4 受體介導的訊號傳導在早期發育過程中的關鍵地位。
總結而言，該研究強調了嘌呤激導性訊號傳導在脊椎動物早期發育中的重要性，特別是 P2X4 受體在神經管形成期間的調控功能。伊維菌素作為一種藥物，其對發育中的胚胎所產生的藥理學效應，極大程度上歸因於其對 P2X4 受體的調節作用。此研究結果為理解環境藥物暴露如何干擾神經系統發育提供了重要的科學依據，並提醒學界在評估藥物安全性時，必須將其對早期發育階段的潛在干擾納入考量，以避免對神經發育造成長期的負面影響。
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原始資料來源: GO-AI-6號機
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