石墨烯量子點(diǎn)對(duì)造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià).pdf

1、石墨烯量子點(diǎn)（Graphene quantum dots，GQDs）是由碳原子組成的石墨烯家族最新成員,作為一種新型量子點(diǎn)的生物納米材料,其量子限制效應(yīng)和邊效應(yīng)可誘導(dǎo)自身發(fā)出熒光；利用含氧活性基團(tuán)化學(xué)反應(yīng)性不同,可以與多種有特定化學(xué)和生物性能的化學(xué)基團(tuán)和功能分子進(jìn)行共價(jià)反應(yīng),合成方法不同，粒徑大小不同可產(chǎn)生不同的化學(xué)特性。對(duì)石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行表面功能化修飾，達(dá)到超高的載藥量、靶向輸送和藥物的可控釋放的目的。
　　納米材料已成為21世

2、紀(jì)必不可少的熱門(mén)主題，在帶來(lái)無(wú)限利益與功效的同時(shí)也潛在巨大的安全隱患。由于其微小粒徑在隨血液循環(huán)達(dá)到治療病灶部位的同時(shí)也可能進(jìn)入多種正常的組織細(xì)胞，誘發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)，炎癥反應(yīng)，甚至基因突變等，造成多組織損傷和退行性改變。
　　造血系統(tǒng)由造血器官和造血細(xì)胞組成，正常的造血功能對(duì)維持外周血細(xì)胞的生成、調(diào)控、破壞，維持正常的免疫功能發(fā)揮著關(guān)鍵作用，也是維持生命活動(dòng)的基本保障。中樞神經(jīng)系統(tǒng)是機(jī)體最重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)控機(jī)體各器官功能活動(dòng)，并作

3、為一個(gè)協(xié)調(diào)整體適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的變化，還調(diào)控行為、學(xué)習(xí)、思維和情感等高級(jí)活動(dòng)。因此觀察 GQDs造血和神經(jīng)系統(tǒng)的影響，對(duì)其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用有著十分重要的臨床意義。
　　本實(shí)驗(yàn)課題通過(guò)大鼠體內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)GQDs對(duì)其造血功能和神經(jīng)系統(tǒng)的影響，為GQDs的臨床應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)參考依據(jù)。
　　方法：
　　1. GQDs溶液制備成所需實(shí)驗(yàn)濃度，巴氏消毒處理。
　　2.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組及方法：
　　2.1體內(nèi)實(shí)驗(yàn)

4、　　30只健康雄性 SD（Sprague-Dawley）大鼠隨機(jī)均分成3組(n=10)：生理鹽水組, GQDs高劑量和低劑量實(shí)驗(yàn)組，分籠飼養(yǎng)。適應(yīng)性喂養(yǎng)7d后，分別尾靜脈注射GQDs水溶液，10mg/kg/d、5mg/kg/d，對(duì)照組注射等容積生理鹽水，連續(xù)給藥5d，間隔休息2d，共給藥28d。期間觀察記錄實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體重等一般活動(dòng)情況；給藥28后進(jìn)行曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)（open field test, OFT）；Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)；然后取材檢測(cè)

5、血常規(guī)，肝腎功能；提取BMCs（bone marrow mononuclear cells）流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞周期和凋亡；福爾馬林液固定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腦組織，HE染色技術(shù)完成組織學(xué)檢查。
　　2.2體外實(shí)驗(yàn)
　　取 SD雄性大鼠肱骨股骨組織，離體培養(yǎng) BMCs。分別在培養(yǎng)的BMCs中加入滅菌純化水（對(duì)照組）、GQDs500ug/ml（高濃度組）GQDs250ug/ml（低濃度組），連續(xù)培養(yǎng)24h、48h、72h后，加入CCK-8試

6、劑，酶標(biāo)儀檢測(cè)OD值，考察GQDs對(duì)大鼠BMCs增殖影響，ELISA檢測(cè)上清液中細(xì)胞因子GM-CSF含量。
　　結(jié)果：
　　1. GQDs溶液在10mg/kg/d劑量范圍內(nèi)：
　　1.1實(shí)驗(yàn)組大鼠紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白濃度顯著增高（P<0.05），白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞有增高的趨勢(shì)。
　　1.2骨髓單個(gè)核細(xì)胞周期DNA合成前期（G1期）縮短（P<0.01），DNA合成期（S期）顯著延長(zhǎng)（P<0.01），細(xì)胞凋亡無(wú)明顯影響。

7、
　　1.3甘油三酯和低密度蛋白濃度顯著降低（P<0.01）。
　　2.高、低濃度GQDs溶液體外作用大鼠骨髓單個(gè)核細(xì)胞72h后細(xì)胞明顯增殖（P<0.05）。
　　3.高、低濃度GQDs溶液體外作用大鼠骨髓單個(gè)核細(xì)胞72h后細(xì)胞上清液中GM-CSF含量顯著增加（P<0.01）。
　　4. GQDs溶液尾靜脈注射28d后與對(duì)照組相比，GQDs實(shí)驗(yàn)組體重增長(zhǎng)精神活動(dòng)、行為無(wú)異常。
　　5.曠野實(shí)驗(yàn)與Morris

8、水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組相比實(shí)驗(yàn)組大鼠水平運(yùn)動(dòng)，垂直運(yùn)動(dòng)以及空間探索能力無(wú)顯著差異。
　　6.光鏡下觀察實(shí)驗(yàn)大鼠腦組織HE染色切片，組織結(jié)構(gòu)規(guī)整，形態(tài)各異，與對(duì)照組相比無(wú)明顯異常。
　　結(jié)論：
　　1. GQDs可以一定程度促進(jìn)SD雄性大鼠的造血功能，其作用機(jī)制與上調(diào)造血細(xì)胞中正調(diào)控因子GM-CSF；刺激骨髓單個(gè)核細(xì)胞增殖活躍（縮短DNA合成前期，延長(zhǎng)DNA合成期）；不影響造血細(xì)胞凋亡等有關(guān)。
　　2. GQ