發(fā)布時間：2017-07-18 13:31

  本文關(guān)鍵詞：多壁碳納米管對Wistar大鼠空間認(rèn)知和突觸可塑性的影響及機制的探究

  更多相關(guān)文章： MWCNTs 空間認(rèn)知 突觸可塑性 自噬

【摘要】：目前,納米科技處于飛速發(fā)展的階段,各種納米材料在諸多領(lǐng)域已有普遍的應(yīng)用。碳納米管是納米家族的重要成員之一,由于獨特的物理化學(xué)性質(zhì),使其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域,尤其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病診療方面顯示出巨大的應(yīng)用前景。同時,碳納米管的生物安全性問題也受到越來越多的關(guān)注。碳納米管能很容易透過血腦屏障進入中樞神經(jīng)系統(tǒng),因此,研究碳納米管對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毒性具有重大的意義。目前對碳納米管神經(jīng)系統(tǒng)毒性的研究主要集中在體外細(xì)胞水平,關(guān)于其引發(fā)的體內(nèi)神經(jīng)毒性的研究還鮮有報導(dǎo)。自噬是真核生物細(xì)胞將細(xì)胞內(nèi)衰老、受損細(xì)胞器及代謝廢物通過溶酶體機制進行降解的過程,對維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)具有重要的生理意義。研究證明,細(xì)胞自噬本身具有雙面性,一方面細(xì)胞可通過自噬水平應(yīng)對外界的應(yīng)激刺激;另一方面,過高的自噬水平會對細(xì)胞造成毒性損傷,甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡。納米材料作為一種新型的自噬誘導(dǎo)劑已獲得廣泛認(rèn)可,其通過改變自噬水平對細(xì)胞產(chǎn)生毒性。綜上,本論文研究了多壁碳納米管暴露對Wistar大鼠空間認(rèn)知功能和突觸可塑性的影響,并進一步探究了自噬機制在該過程的作用。實驗方法如下:將雄性Wistar大鼠隨機分成3組:對照組(Control),多壁碳納米管實驗組(MWCNTs),多壁碳納米管+氯喹處理組(MWCNTs+CQ)。給予腹腔注射14天后,Morris水迷宮檢測各組大鼠的空間認(rèn)知功能,然后進行電生理實驗記錄海馬Schaffer側(cè)枝-CA1區(qū)的長時程增強(long term potentiation,LTP)和去增益(depotentiation,DP)。電生理結(jié)束后取海馬,Western blot技術(shù)檢測海馬的自噬水平(LC3II/LC3I比例、Beclin-1)和相關(guān)突觸蛋白(NR2B、SYP)的表達,并通過HE染色觀察大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變。主要實驗結(jié)果如下:(1)Morris水迷宮實驗:在定位航行階段,與Control組相比,MWCNTs組大鼠的逃避潛伏期顯著增長,而MWCNTs+CQ組的逃避潛伏期較MWCNTs組明顯縮短;在空間探索階段,MWCNTs組大鼠在目標(biāo)象限停留時間和穿越平臺次數(shù)較Control組均顯著減少,而MWCNTs+CQ大鼠在目標(biāo)象限停留時間和穿越平臺次數(shù)明顯增加。在反向的定位航行訓(xùn)練階段和空間探索階段也是相似的結(jié)果。(2)在體電生理:與Control組比較,MWCNTs組大鼠的LTP顯著降低,DP明顯增加;MWCNTs+CQ大鼠的LTP較MWCNTs組顯著提高,DP明顯降低。(3)Western blot檢測:與Control組相比,MWCNTs組大鼠的海馬中NR2B和突觸素蛋白的表達量明顯降低,LC3II/LC3I比例和Beclin-1的表達明顯提高;與MWCNTs組比較,MWCNTs+CQ組大鼠的NR2B和SYP蛋白的表達量明顯升高,LC3II/LC3I比例和Beclin-1的表達明顯降低。(4)HE染色:Control組大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元形態(tài)飽滿,細(xì)胞排列緊密、有規(guī)則,而MWCNTs組神經(jīng)元細(xì)胞皺縮,排列松散無序,且細(xì)胞之間出現(xiàn)較大間隙。與MWCNTs組相比,MWCNTs+CQ組大鼠的神經(jīng)元細(xì)胞形態(tài)明顯改善,細(xì)胞間間隙減小,且排列較緊密。基于以上實驗結(jié)果,我們得到以下結(jié)論:MWCNTs暴露導(dǎo)致了大鼠空間認(rèn)知障礙和突觸可塑性損傷,并且造成了大鼠海馬自噬水平的升高。通過降低自噬水平可緩解大鼠的空間認(rèn)知障礙和突觸可塑性的損傷,提示MWCNTs暴露誘導(dǎo)的自噬是一種損傷機制。通過調(diào)節(jié)自噬水平可作為治療MWCNTs導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的新靶點。
【關(guān)鍵詞】：MWCNTs 空間認(rèn)知 突觸可塑性 自噬
【學(xué)位授予單位】：南開大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R99;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 本文主要縮略語注釋表12-13
• 第一章 引言13-23
• 第一節(jié) 碳納米管概述13-17
• 1.1.1 納米材料簡介13
• 1.1.2 碳納米管13-14
• 1.1.3 CNTs的應(yīng)用14-15
• 1.1.4 CNTs的生物毒性15-17
• 1.1.4.1 CNTs對皮膚的毒性15
• 1.1.4.2 CNTs對肺的毒性15-16
• 1.1.4.3 CNTs對肝臟的毒性16
• 1.1.4.4 CNTs對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毒性16-17
• 第二節(jié) 空間認(rèn)知和突觸可塑性17-19
• 1.2.1 空間認(rèn)知概念及檢測方法17-18
• 1.2.2 突觸可塑性和相關(guān)蛋白18-19
• 第三節(jié) 細(xì)胞自噬19-22
• 1.3.1 細(xì)胞自噬的定義及分類19-20
• 1.3.2 細(xì)胞自噬的發(fā)生過程20
• 1.3.3 自噬性細(xì)胞死亡20-21
• 1.3.4 納米材料與細(xì)胞自噬21-22
• 第四節(jié) 本研究的意義及目的22-23
• 第二章 實驗材料與方法23-38
• 第一節(jié) 實驗材料23-28
• 2.1.1 實驗動物23
• 2.1.2 多壁碳納米管23
• 2.1.3 主要實驗試劑23-24
• 2.1.4 主要試劑配方24-26
• 2.1.4.1 動物實驗中所用的主要試劑24
• 2.1.4.2 組織病理學(xué)檢測所用到的主要試劑24-25
• 2.1.4.3 Western blot實驗所用的主要試劑25-26
• 2.1.5 主要儀器和設(shè)備26-27
• 2.1.6 實驗中所用到的圖像采集及數(shù)據(jù)分析軟件27-28
• 第二節(jié) 實驗方法28-37
• 2.2.1 動物分組及處理方法28
• 2.2.2 體重觀測28
• 2.2.3 Morris水迷宮實驗28-30
• 2.2.4 電生理實驗30-31
• 2.2.5 Western blot實驗31-37
• 2.2.5.1 標(biāo)本的制備及貯存31
• 2.2.5.2 蛋白濃度測定（BCA法）31-32
• 2.2.5.3 蛋白變性32
• 2.2.5.4 SDS-PAGE凝膠電泳32-34
• 2.2.5.5 HE染色34-37
• 第三節(jié) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析37-38
• 第三章 實驗結(jié)果38-51
• 3.1 體重結(jié)果38
• 3.2 Morris水迷宮38-45
• 3.2.1 定位航行訓(xùn)練和空間探索試驗結(jié)果38-42
• 3.2.2 反向航行訓(xùn)練和反向空間探索結(jié)果42-45
• 3.3 Schaffer側(cè)枝至CA1區(qū)的LTP和DP45-47
• 3.4 Western blot結(jié)果47-49
• 3.4.1 MWCNTs暴露對大鼠海馬NR2B及SYP蛋白表達的影響47-48
• 3.4.2 MWCNTs暴露對大鼠海馬區(qū)LC3和Beclin-1 蛋白表達的影響48-49
• 3.5 HE染色49-51
• 第四章 實驗討論51-55
• 第一節(jié) MWCNTs暴露對大鼠空間認(rèn)知功能及突觸可塑性的影響51-53
• 4.1.1 MWCNTs暴露對Wistar大鼠空間認(rèn)知功能的影響51-52
• 4.1.2 MWCNTs暴露對Wistar大鼠海馬的突觸可塑性的影響52
• 4.1.3 MWCNTs暴露對突觸相關(guān)蛋白表達的影響52-53
• 4.1.4 MWCNTs暴露對海馬神經(jīng)元的影響53
• 第二節(jié) MWCNTs暴露對大鼠空間認(rèn)知功能及突觸可塑性損傷的機制研究53-55
• 第五章 實驗結(jié)論與展望55-56
• 參考文獻56-63
• 致謝63-64
• 個人簡歷64-65
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65

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2 祝~=驤;iJ梊霞;洃克琴;崔素英;文允摪;，

本文編號：557961