有时有毒物质，如危险废物和工业副产品，会渗入我们的饮用水来源地下水。其中一种污染物是高氯酸盐，它是一种用于火箭燃料、烟花、化肥和其他材料的化合物。这种化合物被认为会导致人体健康问题，如甲状腺功能减退症，即甲状腺激素分泌减少，从而影响发育。
近日发表在Nature Structural & Molecular Biology杂志上的一项新研究中，来自约翰霍普金斯医学院、范德比尔特大学和加州大学欧文分校的研究人员报告了高氯酸盐影响和损害甲状腺正常功能的机制。
他们说，这些发现表明，饮用水中可接受的安全高氯酸盐浓度比之前认为的浓度要低10倍。
研究人员着重研究了高氯酸盐是如何阻断碘离子(碘元素的负电荷形式)进入甲状腺细胞的主要途径的。碘化物有助于甲状腺产生对身体新陈代谢、体温和其他重要功能至关重要的激素。
甲状腺细胞通过一种被称为钠/碘协同载体(Na+/I-协同载体，NIS)的蛋白质通道来控制碘离子的流入。像其他细胞传输系统一样，碘离子的移动采用"锁和钥匙"的方式，NIS是锁，钠是钥匙。钠在两个结合位点与NIS结合以解锁通道，使碘离子能够通过并在甲状腺细胞内积累。
由约翰·霍普金斯大学医学院生物物理学和生物物理化学教授L Mario Amzel博士和范德比尔特大学研究员Nancy Carrasco博士领导的研究小组确定，高氯酸盐通过吸附NIS蛋白质并改变其形状阻断了通道。更少的钠离子附着在畸形的通道上，从而大大降低了碘化物在甲状腺细胞内的含量。
研究人员研究了不同浓度的高氯酸盐是如何通过表达SLC5A5基因的甲状腺细胞来影响碘的转运的，SLC5A5基因编码建立NIS通道的指令。接下来，在一些细胞外面放上高氯酸盐和放射性碘，另一些细胞外面放上放射性碘。最后，研究人员追踪了两组细胞中有多少放射性碘化物进入细胞。他们发现，在用高氯酸盐处理过的甲状腺细胞中，碘的含量比用高氯酸盐处理过的要少得多，即使是在浓度很低的情况下。
2020年5月，美国环境保护署(EPA)决定不对饮用水中允许的高氯酸盐含量进行规定。这项新研究的结果强烈表明，这种环境污染物比之前认为的更危险，这引起了人们对这一决定的严重关注。
参考资料：
Something in the water： Environmental pollutant may be more hazardous than previously thought
Allosteric regulation of mammalian Na+/I- symporter activity by perchlorate， Nature Structural & Molecular Biology (2020). DOI： 10.1038/s41594-020-0417-5