本文關(guān)鍵詞：單壁碳納米管對昆明小鼠認知能力以及自主移動能力的影響

  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 細胞凋亡 抗壞血酸

【摘要】：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SWCNTs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(HE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(活性氧簇,ROS；丙二醛,MDA；谷胱甘肽,GSH),炎癥指標(核轉(zhuǎn)錄因子-κB,NF-κB;腫瘤壞死因子-a, TNF-a;白介素-1β, IL-1β)和細胞凋亡指標(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12.5mg/kg/day SWCNTs后,在水迷宮實驗中,小鼠的學(xué)習和記憶能力下降,即小鼠表現(xiàn)出認知能力的缺失；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,炎癥以及細胞凋亡指標測定結(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-1p的表達水平也增加顯著；細胞凋亡因子Caspase-3得到活化。而3.125mg/kg/day SWCNTs暴露只對小鼠產(chǎn)生輕微的負面影響,腦組織中出現(xiàn)了ROS的升高,但炎癥和細胞凋亡指標并未出現(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暴露組小鼠同時添加抗壞血酸(100mg/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,炎癥以及細胞凋亡水平,減輕小鼠腦組織的病理學(xué)損傷,使小鼠的認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12.5mg/kg/day SWCNTs暴露可以導(dǎo)致昆明小鼠認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,炎癥以及細胞凋亡可能是造成腦組織損傷的機制之一,3.125mg/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、細胞凋亡的水平對小鼠腦組織進行保護,進而降低SWCNTs對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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 目錄10-13
• 1. 文獻綜述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 立項依據(jù)24-26
• 2. 材料和方法26-40
• 2.1 實驗對象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 實驗分組28
• 2.7 實驗設(shè)計28-29
• 2.8 Morris水迷宮測試29-31
• 2.9 開曠場實驗測試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)激指標測定33-35
• 2.11.1 組織樣品制備33
• 2.11.2 活性氧簇(ROS)含量的測定33-34
• 2.11.3 丙二醛(MDA)含量的測定34
• 2.11.4 谷胱甘肽(GSH)含量的測定34-35
• 2.12 腦組織炎癥指標測定35-36
• 2.12.1 腦組織NF-κB含量的測定35
• 2.12.2 腦組織TNF-α和IL-1β含量的測定35-36
• 2.13 腦組織細胞凋亡指標測定36
• 2.14 體外實驗檢測SWCNTs神經(jīng)毒性36-39
• 2.14.1 N_2a細胞培養(yǎng)36
• 2.14.2 MTT法檢測細胞活力36-37
• 2.14.3 SWCNTs暴露后N_2a細胞LDH釋放量的檢測37-38
• 2.14.4 SWCNTs暴露后N_2a細胞ROS水平的檢測38
• 2.14.5 SWCNTs暴露后Caspase-3活性的檢測38-39
• 2.15 統(tǒng)計分析39-40
• 3. 實驗結(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暴露對小鼠體重的影響41-42
• 3.3 SWCNTs暴露對小鼠認知能力的影響42-44
• 3.4 SWCNTs暴露對小鼠自主移動能力的影響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)激指標的測定結(jié)果47-48
• 3.7 SWCNTs暴露后小鼠腦組織炎癥及細胞凋亡指標的測定結(jié)果48-50
• 3.8 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露實驗結(jié)果50-55
• 3.8.0 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露對小鼠體重的影響50
• 3.8.1 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露對小鼠認知能力的影響50-51
• 3.8.2 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露對小鼠自主移動能力的影響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胞凋亡水平54-55
• 3.9 SWCNTs暴露對N_2a細胞的影響55-58
• 3.10 添加抗壞血酸后SWCNTs暴露對N_2a細胞的影響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】

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本文編號：1135983