锰对我们的身体细胞很重要，但是如果长时间接触锰，可能会引起一种叫做神经退行性疾病的病，这种病的症状和帕金森病很像。
Lai和他的团队做了一个实验，他们用成年果蝇做了一个模型，研究锰引起的帕金森病。
他们发现，锰会影响一种叫做生物素（也叫维生素B7）的东西的代谢，这种变化会导致锰对神经有毒。
锰会让身体里的“游离”生物素变少，这样就会导致神经细胞死亡，大脑里的线粒体和溶酶体（这些都是细胞里很重要的部分）不能正常工作，还会影响运动能力。
但是
- 如果在果蝇的食物里加一些生物素，就可以防止这些不好的影响。
- 他们在人类的神经元细胞里也做了类似的实验，得到了相同的结果。
这个研究告诉我们，对于那些容易接触到锰的人，补充生物素可能是一个预防的好办法。—Leslie K. Ferrarelli
背景：
长时间接触锰（Mn）可能会导致锰中毒，而且很多人都认为这是引起帕金森病（PD）的一个环境原因。锰中毒和帕金森病在运动症状和临床表现上有很大的相似性。
成年果蝇锰中毒模型重现了帕金森病的关键特征
我们做了一个实验，用成年果蝇做了一个锰中毒的模型，这个模型能够重现帕金森病的主要特征，比如行为问题、神经细胞死亡、以及溶酶体和线粒体功能失常。
高覆盖率体内整体代谢组学分析确定了锰毒性中生物素代谢的变化
我们在果蝇中毒的早期阶段对它们的大脑和身体组织进行了代谢组学分析，发现锰处理组的果蝇体内生物素（也叫维生素B7）的代谢发生了全身性的变化。如果果蝇体内缺乏生物素酶，锰引起的神经毒性、帕金森病症状和线粒体功能失常会更加严重。
生物素代谢的变化会导致锰诱发的神经毒性、帕金森病和线粒体功能障碍
但是，如果在野生型果蝇的食物里添加生物素，可以减轻锰引起的病理症状。补充生物素还能改善三种标准帕金森病果蝇模型的病理症状。
另外，在人类诱导干细胞（iPSC）分化为中脑多巴胺能神经元的培养基中添加生物素，可以防止锰引起的线粒体功能失调、细胞毒性和神经细胞死亡。
最后，我们对帕金森病患者编码生物素相关蛋白的基因表达进行了分析，发现与健康人相比，帕金森病患者黑质中的生物素转运蛋白数量增加了，这表明生物素代谢的改变可能在帕金森病中起作用。
生物素，也叫维生素B7定义
生物素，也叫维生素B7，是一种水溶性的必需维生素，我们可以通过食物摄取，或者由肠道里的微生物群产生（参考文献14）。
生物素是很多羧化酶的辅助因子，这些酶参与代谢过程，包括多巴胺的生成（参考文献30）。
在一些研究中，生物素缺乏与运动障碍和线粒体功能失常有关，比如在tau毒性模型中（参考文献15）。
在大鼠实验中，生物素缺乏还导致了短期记忆丧失和运动能力下降，这表明生物素可能在帕金森病（PD）中扮演重要角色（参考文献30）。
肠道菌群对B族维生素的生物利用度有很大影响，比如在高脂饮食的小鼠模型中，补充益生元可以增加产生生物素的肠道细菌数量，特别是拟杆菌属（参考文献14）。
有意思的是，在帕金森病患者的粪便样本中，与生物素相关的细菌基因和拟杆菌属中的某些种类发生了改变（参考文献28）。
另外，一项针对A53Tα-Syn帕金森病小鼠模型的代谢组学研究也发现，生物素代谢是受影响的途径之一（参考文献18）。
在我们的研究中，我们发现生物素缺乏会加剧果蝇和来自帕金森病患者的iPSC（诱导多能干细胞）衍生的中脑神经元中锰引起的神经毒性。相反，补充生物素可以减轻这些由锰引起的病理症状。
总的来说，我们的研究结果表明，生物素代谢的变化是果蝇锰神经毒性和帕金森病病理的一个潜在机制，而通过饮食补充生物素可以预防这些病理。
哪些环境容易长期暴露 锰
行业涉及高浓度锰的空气、粉尘或化学制品，工人容易因吸入或接触锰而长期暴露。
- 锰存在于焊接材料（如焊条、焊剂）中，焊接烟雾含锰粉尘，长期吸入可导致“焊工帕金森综合征”。
- 矿工在锰矿（如中国广西、南非、巴西等地）开采和冶炼过程中易接触高浓度锰尘。
- 电池：锰用于生产锂离子电池（如MnO₂ 在碱性电池中的应用）。
- 锰是钢铁合金的重要成分，炼钢厂工人暴露风险高。
- 锰用于玻璃着色、陶瓷釉料和颜料（如二氧化锰）。
- 生产锰基化学品（如高锰酸钾、锰氧化物催化剂）时，可能因粉尘或溶剂暴露。
- 含锰农药（如高锰酸钾）或工业污染导致农产品（如绿叶蔬菜、茶叶）锰含量升高。
- 锰补充剂过量摄入（某些保健品、营养强化食品）。
- 长时间使用含锰炊具（如旧式锰合金锅）。
- 烟草中的重金属污染：部分烟草种植地的土壤可能富含锰，烟叶在生长过程中会吸收锰，并在燃烧时释放微量的锰颗粒进入肺部。