本文關(guān)鍵詞：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

  更多相關(guān)文章： 單壁碳納米管 行為改變 腦組織損傷 氧化應(yīng)激 炎癥 細(xì)胞凋亡 抗壞血酸

【摘要】：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。本課題通過對(duì)SWCNTs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。 本研究通過對(duì)SWCNTs暴露之后的小鼠進(jìn)行行為學(xué)分析(Morris水迷宮,開曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn))和腦組織病理學(xué)觀察(HE染色,Nissl染色)來評(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。通過對(duì)腦組織氧化應(yīng)激指標(biāo)(活性氧簇,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-a, TNF-a;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)來探討SWCNTs產(chǎn)生毒性的可能機(jī)制。并通過添加抗壞血酸作為保護(hù)劑,來研究抗壞血酸在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12.5mg/kg/day SWCNTs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-1p的表達(dá)水平也增加顯著；細(xì)胞凋亡因子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,小鼠行為也沒有發(fā)生改變。通過6.25mg/kg/day SWCNTs暴露組小鼠同時(shí)添加抗壞血酸(100mg/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12.5mg/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)制之一,3.125mg/kg/day在本實(shí)驗(yàn)中對(duì)于小鼠來說是一個(gè)相對(duì)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(duì)小鼠腦組織進(jìn)行保護(hù),進(jìn)而降低SWCNTs對(duì)小鼠腦組織的損傷程度。
【關(guān)鍵詞】：單壁碳納米管 行為改變 腦組織損傷 氧化應(yīng)激 炎癥 細(xì)胞凋亡 抗壞血酸
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 目錄10-13
• 1. 文獻(xiàn)綜述13-26
• 1.1 納米科技與納米毒理學(xué)13-15
• 1.1.1 納米科技與材料13-14
• 1.1.2 納米毒理學(xué)14-15
• 1.2 碳納米管及其應(yīng)用15-19
• 1.2.1 碳納米管的理化性質(zhì)15-17
• 1.2.2 碳納米管在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用17
• 1.2.3 碳納米管在神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療中的應(yīng)用17-19
• 1.3 碳納米管的安全性19-22
• 1.3.1 碳納米管的細(xì)胞毒性效應(yīng)19-20
• 1.3.2 碳納米管的體內(nèi)毒性效應(yīng)20-22
• 1.4 碳納米管的神經(jīng)毒性22-24
• 1.4.1 碳納米材料跨越血腦屏障22-23
• 1.4.2 碳納米材料神經(jīng)毒性效應(yīng)的體內(nèi)研究23-24
• 1.5 立項(xiàng)依據(jù)24-26
• 2. 材料和方法26-40
• 2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象26
• 2.2 主要試劑及試劑盒26-27
• 2.3 主要設(shè)備27-28
• 2.4 溶劑配制28
• 2.5 染毒液配制28
• 2.6 實(shí)驗(yàn)分組28
• 2.7 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)28-29
• 2.8 Morris水迷宮測(cè)試29-31
• 2.9 開曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試31-32
• 2.10 腦組織石蠟切片的制備和病理染色觀察32-33
• 2.10.1 石蠟切片的制備32
• 2.10.2 H&E染色32-33
• 2.10.3 Nissl染色33
• 2.11 腦組織氧化應(yīng)激指標(biāo)測(cè)定33-35
• 2.11.1 組織樣品制備33
• 2.11.2 活性氧簇(ROS)含量的測(cè)定33-34
• 2.11.3 丙二醛(MDA)含量的測(cè)定34
• 2.11.4 谷胱甘肽(GSH)含量的測(cè)定34-35
• 2.12 腦組織炎癥指標(biāo)測(cè)定35-36
• 2.12.1 腦組織NF-κB含量的測(cè)定35
• 2.12.2 腦組織TNF-α和IL-1β含量的測(cè)定35-36
• 2.13 腦組織細(xì)胞凋亡指標(biāo)測(cè)定36
• 2.14 體外實(shí)驗(yàn)檢測(cè)SWCNTs神經(jīng)毒性36-39
• 2.14.1 N_2a細(xì)胞培養(yǎng)36
• 2.14.2 MTT法檢測(cè)細(xì)胞活力36-37
• 2.14.3 SWCNTs暴露后N_2a細(xì)胞LDH釋放量的檢測(cè)37-38
• 2.14.4 SWCNTs暴露后N_2a細(xì)胞ROS水平的檢測(cè)38
• 2.14.5 SWCNTs暴露后Caspase-3活性的檢測(cè)38-39
• 2.15 統(tǒng)計(jì)分析39-40
• 3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果40-60
• 3.1 SWCNTs的表征40-41
• 3.1.1 SWCNTs的形態(tài)特征40
• 3.1.2 SWCNTs的長度和直徑分析40-41
• 3.1.3 SWCNTs的純度分析41
• 3.2 SWCNITs暴露對(duì)小鼠體重的影響41-42
• 3.3 SWCNTs暴露對(duì)小鼠認(rèn)知能力的影響42-44
• 3.4 SWCNTs暴露對(duì)小鼠自主移動(dòng)能力的影響44-45
• 3.5 SWCNTs暴露后小鼠腦海馬組織病理學(xué)觀察結(jié)果45-47
• 3.5.1 腦海馬組織H&E染色結(jié)果45-46
• 3.5.2 腦海馬組織Nissl染色結(jié)果46-47
• 3.6 SWCNTs暴露后小鼠腦組織氧化應(yīng)激指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果47-48
• 3.7 SWCNTs暴露后小鼠腦組織炎癥及細(xì)胞凋亡指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果48-50
• 3.8 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露實(shí)驗(yàn)結(jié)果50-55
• 3.8.0 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露對(duì)小鼠體重的影響50
• 3.8.1 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露對(duì)小鼠認(rèn)知能力的影響50-51
• 3.8.2 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露對(duì)小鼠自主移動(dòng)能力的影響51-52
• 3.8.3 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露后小鼠腦海馬組織病理學(xué)觀察結(jié)果52-54
• 3.8.4 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露后小鼠腦組織氧化應(yīng)激水平54
• 3.8.5 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露后小鼠腦組織炎癥和細(xì)胞凋亡水平54-55
• 3.9 SWCNTs暴露對(duì)N_2a細(xì)胞的影響55-58
• 3.10 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露對(duì)N_2a細(xì)胞的影響58-60
• 4. 討論60-72
• 5. 結(jié)論與展望72-73
• 5.1 結(jié)論72
• 5.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-80
• 附錄 縮略詞表80-82
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82-84
• 致謝84-86
• 附件：發(fā)表論文86-105

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1135983