單壁碳納米管對(duì)昆明小鼠認(rèn)知能力以及自主移動(dòng)能力的影響.pdf

1、如今，納米科學(xué)正處于一個(gè)快速發(fā)展的階段，已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，同時(shí)納米材料的安全性問(wèn)題也受到了廣泛的關(guān)注。碳納米管(carbon nanotube，CNT)是納米材料家族的重要成員，單壁碳納米管(Single-walled carbon nanotubes，SWCNTs)作為一種廣泛使用的納米材料，目前在生物醫(yī)藥領(lǐng)域已經(jīng)顯示出巨大的應(yīng)用價(jià)值，特別是在神經(jīng)系統(tǒng)領(lǐng)域。但是，對(duì)于SWCNTs在體內(nèi)的神經(jīng)毒性研究還比較少。本課題通過(guò)對(duì)SWCN

2、Ts暴露之后昆明小鼠的行為改變、腦組織損傷以及毒性機(jī)制的研究，對(duì)SWCNTs的神經(jīng)毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究造成損傷的可能機(jī)制，并使用保護(hù)劑對(duì)腦組織進(jìn)行保護(hù)，為SWCNTs的安全應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)支持。
　　本研究通過(guò)對(duì)SWCNTs暴露之后的小鼠進(jìn)行行為學(xué)分析（Morris水迷宮，開(kāi)曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)）和腦組織病理學(xué)觀察（H&E染色，Nissl染色）來(lái)評(píng)價(jià)SWCNTs暴露對(duì)小鼠行為產(chǎn)生的影響以及對(duì)腦組織產(chǎn)生損傷的程度。通過(guò)對(duì)腦組織氧化應(yīng)激指標(biāo)（活性氧簇，

3、ROS;丙二醛，MDA;谷胱甘肽，GSH），炎癥指標(biāo)（核轉(zhuǎn)錄因子-κB，NF-κB;腫瘤壞死因子-α，TNF-α;白介素-1β，IL-1β）和細(xì)胞凋亡指標(biāo)（天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶-3活性，Caspase-3活性）的檢測(cè)來(lái)探討SWCNTs產(chǎn)生毒性的可能機(jī)制。并通過(guò)添加抗壞血酸作為保護(hù)劑，來(lái)研究抗壞血酸在SWCNTs暴露之后對(duì)腦組織的保護(hù)效果及保護(hù)機(jī)制。
　　結(jié)果表明，尾部靜脈注射6.25和12.5 mg/kg/day SWCN

4、Ts后，在水迷宮實(shí)驗(yàn)中，小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力下降，即小鼠表現(xiàn)出認(rèn)知能力的缺失;在開(kāi)曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，小鼠表現(xiàn)出自主移動(dòng)能力的下降;小鼠腦部組織病理學(xué)觀察結(jié)果顯示，腦海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元出現(xiàn)損傷，細(xì)胞內(nèi)部尼氏體大量缺失;小鼠腦部組織氧化應(yīng)激，炎癥以及細(xì)胞凋亡指標(biāo)測(cè)定結(jié)果表明，腦組織內(nèi)ROS水平和MDA含量出現(xiàn)了顯著性的上升而GSH水平出現(xiàn)了顯著性的下降;轉(zhuǎn)錄因子NF-κB表達(dá)量顯著增高，炎性因子TNF-α和IL-1β的表達(dá)水平也增加顯著;細(xì)胞

5、凋亡因子Caspase-3得到活化。而3.125mg/kg/day SWCNTs暴露只對(duì)小鼠產(chǎn)生輕微的負(fù)面影響，腦組織中出現(xiàn)了ROS的升高，但炎癥和細(xì)胞凋亡指標(biāo)并未出現(xiàn)顯著性變化，小鼠腦組織并未出現(xiàn)明顯損傷，小鼠行為也沒(méi)有發(fā)生改變。通過(guò)6.25 mg/kg/day SWCNTs暴露組小鼠同時(shí)添加抗壞血酸(100 mg/kg/day)作為保護(hù)劑發(fā)現(xiàn)，抗壞血酸可以降低腦組織中氧化應(yīng)激，炎癥以及細(xì)胞凋亡水平，減輕小鼠腦組織的病理學(xué)損傷，使小鼠

6、的認(rèn)知缺失以及自主移動(dòng)能力減弱的情況得到一定程度的改善。
　　本項(xiàng)研究表明，6.25和12.5 mg/kg/day SWCNTs暴露可以導(dǎo)致昆明小鼠認(rèn)知能力的缺失以及自主移動(dòng)能力下降，小鼠腦組織出現(xiàn)病理學(xué)損傷，而氧化應(yīng)激，炎癥以及細(xì)胞凋亡可能是造成腦組織損傷的機(jī)制之一，3.125 mg/kg/day在本實(shí)驗(yàn)中對(duì)于小鼠來(lái)說(shuō)是一個(gè)相對(duì)安全的使用濃度?？箟难崮軌蛲ㄟ^(guò)降低腦組織中氧化應(yīng)激、炎癥、細(xì)胞凋亡的水平對(duì)小鼠腦組織進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而降