單壁碳納米管對昆明小鼠認(rèn)知能力以及自主移動能力的影響.pdf

1、如今，納米科學(xué)正處于一個快速發(fā)展的階段，已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，同時納米材料的安全性問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)用價值，特別是在神經(jīng)系統(tǒng)領(lǐng)域。但是，對于SWCNTs在體內(nèi)的神經(jīng)毒性研究還比較少。本課題通過對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制的研究，對SWCNTs的神經(jīng)毒性進行評價，研究造成損傷的可能機制，并使用保護劑對腦組織進行保護，為SWCNTs的安全應(yīng)用提供實驗支持。
　　本研究通過對SWCNTs暴露之后的小鼠進行行為學(xué)分析（Morris水迷宮，開曠場實驗）和腦組織病理學(xué)觀察（H&E染色，Nissl染色）來評價SWCNTs暴露對小鼠行為產(chǎn)生的影響以及對腦組織產(chǎn)生損傷的程度。通過對腦組織氧化應(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）的檢測來探討SWCNTs產(chǎn)生毒性的可能機制。并通過添加抗壞血酸作為保護劑，來研究抗壞血酸在SWCNTs暴露之后對腦組織的保護效果及保護機制。
　　結(jié)果表明，尾部靜脈注射6.25和12.5 mg/kg/day SWCN

4、Ts后，在水迷宮實驗中，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;在開曠場實驗中，小鼠表現(xiàn)出自主移動能力的下降;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表達量顯著增高，炎性因子TNF-α和IL-1β的表達水平也增加顯著;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，小鼠行為也沒有發(fā)生改變。通過6.25 mg/kg/day SWCNTs暴露組小鼠同時添加抗壞血酸(100 mg/kg/day)作為保護劑發(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能力減弱的情況得到一定程度的改善。
　　本項研究表明，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制之一，3.125 mg/kg/day在本實驗中對于小鼠來說是一個相對安全的使用濃度。抗壞血酸能夠通過降低腦組織中氧化應(yīng)激、炎癥、細(xì)胞凋亡的水平對小鼠腦組織進行保護，進而降