本文關(guān)鍵詞：納米二氧化鈦對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響及作用機(jī)制探討，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目的 納米二氧化鈦顆粒(TiO2NPs)是一種重要納米材料,因其特殊的理化特性而被廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、電子、化妝品等諸多領(lǐng)域。以往有許多實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)其可造成肺、肝、腎等臟器損傷。近年來(lái)有研究提示TiO2NPs可能對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成損害,但目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)其神經(jīng)毒性的研究多為急性毒作用效應(yīng)的觀察,對(duì)其神經(jīng)毒性作用機(jī)制尚缺乏系統(tǒng)研究。本研究選用相對(duì)較低的染毒劑量和較長(zhǎng)的染毒周期對(duì)大鼠染毒,觀察在此條件下TiO2NPs的中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性,并從多個(gè)途徑初步探討其毒作用機(jī)制。 方法 1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處理 SPF級(jí)健康雄性Wistar大鼠50只,隨機(jī)分為5組,每組10只,分別為：對(duì)照(蒸餾水)組和低(62.5mg/kg)、中(125mg/kg)、局(250mg/kg)劑量納米二氧化鈦染毒組及普通粒徑二氧化鈦染毒(250mg/kg)組。采用灌胃方式進(jìn)行染毒,灌胃體積為lml/100g.bw,每天1次,連續(xù)染毒60d。 2.常規(guī)觀察指標(biāo)測(cè)定 a.用透射電鏡對(duì)兩種二氧化鈦顆粒進(jìn)行表征,觀察二者的粒徑、形狀和分散情況。 b.每日觀察各組大鼠的一般狀況,定期記錄體重,大鼠處死后測(cè)定全腦、皮層及海馬臟器系數(shù)。 c.分離大鼠海馬,留取全血樣品,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定大鼠全血和海馬中鈦含量。 3. TiO2NPs染毒對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性效應(yīng)觀察 a.各組動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)結(jié)束前6天,利用Morris水迷宮測(cè)定大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力,記錄大鼠的逃避潛伏期、總路程、平均穿越次數(shù)等指標(biāo)。 b.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)每組隨機(jī)選擇2只大鼠取腦,做常規(guī)病理切片,經(jīng)蘇木素-伊紅染色后,觀察各組大鼠腦皮層和海馬組織結(jié)構(gòu)改變。 c.采用TUNEL法觀察大鼠腦皮層和海馬組織神經(jīng)細(xì)胞凋亡情況. 4. TiO2NPs染毒對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒作用機(jī)制探討 a.試驗(yàn)結(jié)束時(shí)斷頭取血,并迅速解剖取大鼠新鮮的腦皮層組織,制備大鼠血清樣品和腦皮層組織勻漿,利用試劑盒測(cè)定血清中及腦皮層中T-SOD活力、GSH-Px活力、總抗氧化能力(T-AOC)和MDA含量。 b.取大鼠部分腦皮層組織,制備腦細(xì)胞懸液,用Fura-2/AM的熒光探針測(cè)定大鼠腦皮層細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度。另取部分大鼠腦皮層組織,制備組織勻漿,用蛋白印跡法測(cè)定大鼠腦皮層組織calpain1蛋白含量。 c.利用大鼠腦皮層組織勻漿,用蛋白印跡法測(cè)定大鼠腦皮層Bax和Bcl-2蛋白的含量。 結(jié)果 1.常規(guī)觀察指標(biāo) a.兩種類(lèi)型的二氧化鈦顆粒均為類(lèi)球形的多面體,二者均可見(jiàn)部分顆粒形成松散的團(tuán)聚體；納米二氧化鈦顆粒粒徑約20～60nm,普通粒徑的二氧化鈦顆粒粒徑約100-300nm。 b.各組大鼠一般狀況良好。高劑量組大鼠全腦臟器系數(shù)與對(duì)照組比較顯著下降(P0.05),其余指標(biāo)各組與對(duì)照組比較均無(wú)顯著變化(P0.05)。 c.與對(duì)照組比較,各組全血和海馬中鈦含量均顯著升高(P0.05)；高劑量組與普通粒徑組比較,全血鈦含量顯著升高(P0.05),海馬鈦含量無(wú)顯著變化(P0.05)。 2. TiO2NPs染毒對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性效應(yīng) a.定位航行實(shí)驗(yàn)中,與對(duì)照組比較,高劑量組第3、4天逃避潛伏期較高(P0.05)；中劑量組第3天逃避潛伏期高于對(duì)照組(P0.05)；中、高劑量組第3天總路程高于對(duì)照組(P0.05)；其余各天各組總路程和逃避潛伏期均無(wú)顯著變化(P0.05)。高劑量組與普通粒徑組比較,第4天逃避潛伏期較高(P0.05),其余各天各指標(biāo)均無(wú)顯著變化(P0.05)。空間探索實(shí)驗(yàn)中,與對(duì)照組比較,高劑量組平均穿越次數(shù)與周邊活動(dòng)路程均較低(P0.05),中劑量組周邊活動(dòng)路程低于對(duì)照組(P0.05)；其余各組各指標(biāo)均無(wú)顯著變化。高劑量組與普通粒徑組比較,平均穿越次數(shù)較低(P0.05)；其余各指標(biāo)均無(wú)顯著變化(P0.05)。 b.病理切片可見(jiàn),各納米二氧化鈦染毒組大鼠腦皮層和海馬神經(jīng)細(xì)胞均出現(xiàn)不同程度的細(xì)胞密度降低、核固縮、染色質(zhì)溶解等現(xiàn)象,且隨染毒劑量增大損傷越明顯,中、高劑量組海馬組織門(mén)區(qū)還可見(jiàn)液化性壞死。普通粒徑組腦皮層和海馬組織結(jié)構(gòu)基本正常,僅見(jiàn)輕度損傷,核固縮和染色質(zhì)溶解現(xiàn)象較輕,顆粒細(xì)胞下層也可見(jiàn)液化性壞死。 c. TUNEL結(jié)果顯示,與對(duì)照組比較,高劑量組皮層和海馬TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)均升高(P0.05)；普通粒徑組海馬TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)與對(duì)照組比較也出現(xiàn)升高(P0.05)。高劑量組與普通粒徑組比較,皮層和海馬TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)均升高(P0.05)。 3. TiO2NPs染毒對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒作用機(jī)制的探討 a.皮層組織氧化應(yīng)激指標(biāo)顯示,與對(duì)照組比較,高劑量組T-SOD活力下降(P0.05)；中、高劑量組MDA含量升高(P0.05)；其余各組各指標(biāo)與對(duì)照組比較均無(wú)顯著變化(P0.05)。高劑量組與普通粒徑組比較,MDA含量升高(P0.05)；其余各指標(biāo)均無(wú)顯著變化(P0.05)。血清氧化應(yīng)激指標(biāo)顯示,與對(duì)照組比較,高劑量組T-SOD活力下降(P0.05)；其余各組各指標(biāo)均無(wú)顯著變化(P0.05)；高劑量組與普通粒徑組比較各指標(biāo)均無(wú)顯著變化(P0.05)。 b.大鼠腦皮層細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度指標(biāo)中,與對(duì)照組比較,高劑量組細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高(劂.05)；其余各組均無(wú)顯著變化(P0.05)。高劑量組與普通粒徑組比較細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度無(wú)顯著變化(P0.05)。WesternBlot檢測(cè)結(jié)果顯示,與對(duì)照組比較,各組calpain1表達(dá)均無(wú)顯著變化(P0.05)。 c. Western Blot檢測(cè)結(jié)果顯示,與對(duì)照組比較,高劑量組和普通粒徑Bax表達(dá)均升高(P0.05)；低劑量組與高劑量組Bcl-2表達(dá)均降低(P0.05)；其余各組各指標(biāo)均無(wú)顯著變化(P0.05)。 結(jié)論 1. TiO2Nps經(jīng)灌胃染毒后,可進(jìn)入大鼠血液及海馬組織中并產(chǎn)生蓄積。 2. TiO2Nps染毒可使大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力下降,造成大鼠腦皮層和海馬組織損傷,誘導(dǎo)大鼠腦皮層和海馬組織神經(jīng)細(xì)胞凋亡。 3. TiO2Nps可引起大鼠腦皮層細(xì)胞內(nèi)鈣超載,但在本實(shí)驗(yàn)條件下腦皮層組織calpain1的表達(dá)未見(jiàn)顯著改變。 4. TiO2Nps的中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性可能與腦組織內(nèi)氧化應(yīng)激增強(qiáng)、細(xì)胞內(nèi)鈣超載及凋亡相關(guān)蛋白Bcl-2、Bax表達(dá)水平的改變有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：納米二氧化鈦 神經(jīng)毒性 Morris水迷宮 氧化應(yīng)激 凋亡 鈣蛋白酶
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R114
【目錄】：

• 中文摘要6-10
• ABSTRACT10-15
• 符號(hào)說(shuō)明15-17
• 前言17-20
• 材料與方法20-29
• 結(jié)果29-40
• 討論40-47
• 結(jié)論47-48
• 參考文獻(xiàn)48-54
• 致謝54-55
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文55-56
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表56

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本文編號(hào)：317981