金屬氧化物納米顆粒的神經(jīng)毒性研究.pdf

1、納米材料是指至少在一維空間上粒徑≤100nm的材料。隨著納米技術的迅速發(fā)展和廣泛應用，越來越多的人造納米顆粒不斷進入人們生存的環(huán)境之中，使得人體和其他生物體有更多的機會暴露于納米顆粒，而人們對于這些微小尺度顆粒安全性的了解還遠遠不夠。目前國內外對于納米材料的毒性研究包括其進入人體的途徑、毒性表現(xiàn)、靶器官和毒性機理等各個方面。目前研究最為廣泛的納米顆粒的毒性機制包括引起機體炎癥反應和氧化損傷兩個途徑，而其靶器官則涉及到人體的各個組織和器官

2、。這些研究結果為納米材料的安全性評價提供了大量有價值的參考依據(jù)。 金屬氧化物如氧化鋁、四氧化三鐵、二氧化鈦等，在工業(yè)、電子、日化等方面有廣泛的用途，當這些金屬氧化物達到納米尺寸時，可能表現(xiàn)出與非納米材料不一樣的特性。目前對金屬氧化物納米材料的毒性研究尚處于起步階段，本試驗中采用生理鹽水和非納米金屬氧化物顆粒作為對照，研究了納米氧化鋁、四氧化三鐵、二氧化鈦在體外試驗中對神經(jīng)膠質細胞的毒性作用以及納米氧化鋁在大鼠體內的組織分布、對大

3、鼠產生的神經(jīng)毒性和肝臟毒性作用，為評價金屬氧化物納米材料對機體的潛在健康影響提供依據(jù)和參考。 第一部分、金屬氧化物納米顆粒的神經(jīng)細胞毒性作用 目的：觀察納米氧化鋁、四氧化三鐵、二氧化鈦（P25）及非納米氧化鋁、四氧化三鐵、二氧化鈦顆粒的粒徑大小以及對神經(jīng)小膠質細胞（N9）的細胞毒性作用； 方法：通過電子顯微鏡觀察納米氧化鋁、四氧化三鐵和P25的粒徑及形態(tài)，通過光學顯微鏡觀察普通氧化鋁、四氧化三鐵、二氧化鈦顆粒的粒

4、徑及形態(tài)。體外試驗使用小膠質細胞系(N9)作為靶細胞，研究金屬氧化物納米顆粒對細胞的毒性作用。使用MTT法觀察細胞活力，Hoechst33258、PI、FDA 染色觀察細胞凋亡的發(fā)生，流式細胞術定量分析細胞凋亡的發(fā)生以及Griess 試劑分析細胞上清中NO 濃度； 結果：納米氧化鋁、四氧化三鐵、二氧化鈦顆粒為規(guī)則圓形顆粒，粒徑均<100nm；非納米氧化鋁、四氧化三鐵、二氧化鈦顆粒大小不均，粒徑大于1μm,為不規(guī)則多邊形；體外試驗

5、中納米顆粒能顯著降低N9細胞活力，并引起N9細胞凋亡，且凋亡的發(fā)生呈時間-、劑量-依賴方式； 結論：納米氧化鋁、四氧化三鐵、二氧化鈦（P25）均對N9細胞的活力產生影響，并引起細胞凋亡，其對細胞的毒性作用與非納米材料有明顯不同。 第二部分、納米氧化鋁在大鼠體內的組織分布 目的：研究納米氧化鋁顆粒在大鼠不同組織中的分布規(guī)律； 方法：SD 大鼠隨機分為control組、nNAOs組、NAOs 1mg/kg組、

6、NAOs 50mg/kg組，每2d 腹腔注射一次，共一個月。分別在2、4、8、16、30d時間點將大鼠斷頭處死，剖取其肝、肺、脾、腎，海馬、皮層組織，經(jīng)預處理后用原子吸收光譜儀測定各個組織標本中元素鋁的含量； 結果：元素鋁在組織中分布順序依次為脾>肝>肺>腎>海馬及皮層，且在肝和肺組織中排泄速度較快； 結論：元素鋁在大鼠體內主要分布在脾、肝等網(wǎng)狀內皮細胞和吞噬細胞豐富的臟器，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)微量的元素鋁。 第

7、三部分、納米氧化鋁對大鼠腦組織的毒性作用 目的：探討納米氧化鋁顆粒對大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)潛在的毒性影響； 方法：將SD大鼠隨機分為control組、nNAOs組、NAOs 1mg/kg組、NAOs 50mg/kg組，每2d腹腔注射一次，共60d。采用比色法測定海馬、皮層組織中丙二醛(MDA)水平、總超氧化物歧化酶(T-SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活力；免疫組織化學染色觀察腦組織中小膠質細

8、胞、星型膠質細胞的活化及有關分子表達； 結果：與control組相比，NAOs組海馬、皮層中MDA含量顯著增加，T-SOD、GSH-Px活力升高；腦組織中小膠質細胞和星型膠質細胞被激活； 結論：與nNAOs相比，NAOs可引起大鼠腦組織氧化應激損傷以及炎癥反應，可能對腦組織產生進一步損傷。 第四部分、納米氧化鋁對大鼠肝組織的毒性作用 目的：研究NAOs對大鼠肝臟潛在的毒性影響； 方法：將SD大鼠隨

9、機分為control組、nNAOs組、NAOs 1mg/kg組、NAOs 50mg/kg組，每2d腹腔注射一次，共60d。用熒光定量PCR法測定大鼠肝組織中凋亡基因Bax、Bcl-2 mRNA的表達，免疫組織化學方法測定肝臟有關細胞的活性，比色法分析肝組織中丙二醛(MDA)水平、總超氧化物歧化酶(T-SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活力； 結果：NAOs及nNAOs均可以促進mRNAbax/bc