单壁碳纳米管对昆明小鼠认知能力以及自主移动能力的影响

【摘要】如今,纳米科学正处于一个快速发展的阶段,已被广泛应用于许多领域,同时纳米材料的安全性问题也受到了广泛的关注。碳纳米管(carbonnanotube,CNT)是纳米材料家族的重要成员,单壁碳纳米管(Single-walledcarbonnanotubes,SWCNTs)作为一种广泛使用的纳米材料,目前在生物医药领域已经显示出巨大的应用价值,特别是在神经系统领域。但是,对于SWCNTs在体内的神经毒性研究还比较少。本课题通过对SWCNTs暴露之后昆明小鼠的行为改变、脑组织损伤以及毒性机制的研究,对SWCNTs的神经毒性进行评价,研究造成损伤的可能机制,并使用保护剂对脑组织进行保护,为SWCNTs的安全应用提供实验支持。本研究通过对SWCNTs暴露之后的小鼠进行行为学分析(Morris水迷宫,开旷场实验)和脑组织病理学观察(H&E染色,Nissl染色)来评价SWCNTs暴露对小鼠行为产生的影响以及对脑组织产生损伤的程度。通过对脑组织氧化应激指标(活性氧簇,ROS；丙二醛,MDA；谷胱甘肽,GSH),炎症指标(核转录因子-κB,NF-κB;肿瘤坏死因子-a,TNF-a;白介素-1β,IL-1β)和细胞凋亡指标(天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3活性,Caspase-3活性)的检测来探讨SWCNTs产生毒性的可能机制。并通过添加抗坏血酸作为保护剂,来研究抗坏血酸在SWCNTs暴露之后对脑组织的保护效果及保护机制。结果表明,尾部静脉注射6.25和12.5mg/kg/daySWCNTs后,在水迷宫实验中,小鼠的学习和记忆能力下降,即小鼠表现出认知能力的缺失；在开旷场实验中,小鼠表现出自主移动能力的下降；小鼠脑部组织病理学观察结果显示,脑海马CA1区锥体神经元出现损伤,细胞内部尼氏体大量缺失；小鼠脑部组织氧化应激,炎症以及细胞凋亡指标测定结果表明,脑组织内ROS水平和MDA含量出现了显著性的上升而GSH水平出现了显著性的下降；转录因子NF-κB表达量显著增高,炎性因子TNF-α和IL-1p的表达水平也增加显著；细胞凋亡因子Caspase-3得到活化。而3.125mg/kg/daySWCNTs暴露只对小鼠产生轻微的负面影响,脑组织中出现了ROS的升高,但炎症和细胞凋亡指标并未出现显著性变化,小鼠脑组织并未出现明显损伤,小鼠行为也没有发生改变。通过6.25mg/kg/daySWCNTs暴露组小鼠同时添加抗坏血酸(100mg/kg/day)作为保护剂发现,抗坏血酸可以降低脑组织中氧化应激,炎症以及细胞凋亡水平,减轻小鼠脑组织的病理学损伤,使小鼠的认知缺失以及自主移动能力减弱的情况得到一定程度的改善。本项研究表明,6.25和12.5mg/kg/daySWCNTs暴露可以导致昆明小鼠认知能力的缺失以及自主移动能力下降,小鼠脑组织出现病理学损伤,而氧化应激,炎症以及细胞凋亡可能是造成脑组织损伤的机制之一,3.125mg/kg/day在本实验中对于小鼠来说是一个相对安全的使用浓度。抗坏血酸能够通过降低脑组织中氧化应激、炎症、细胞凋亡的水平对小鼠脑组织进行保护,进而降低SWCNTs对小鼠脑组织的损伤程度。
【作者】刘旭东；
【导师】杨旭；
【作者基本信息】华中师范大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】单壁碳纳米管；行为改变；脑组织损伤；氧化应激；炎症；细胞凋亡；抗坏血酸；

【参考文献】
[1]邢珏.机械装备拆卸方法的分析研究[D].合肥工业大学,环保装备及环境监测工程,2013,硕士.
[2]王栋,万立骏.表面分子纳米结构构筑的分子工程学[J].化学通报,2011,11:995-998.
[3]秦道武.海洋水下管线系统动态响应建模与仿真研究[D].宁波大学,轮机工程,2013,硕士.
[4]吕卫华.网络传播背景下的当代青年文化嬗变[D].河海大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[5]胡希川.硬质合金涂层刀具在加工过程中发生脱钴问题的分析[J].工具技术.2004(09)
[6]常朝阳.当代中国政治秩序转型及其趋向分析[D].陕西师范大学,政治学理论,2004,硕士.
[7]郑焕.‘钟山红’葡萄雄性不育形成机理研究[D].南京农业大学,果树学,2013,硕士.
[8]张存.网络谣言的刑法规制[D].河北经贸大学,刑法学,2014,硕士.
[9]李琪.石墨烯/四氧化三钴纳米电极材料的制备及其电容性质研究[D].陕西师范大学,2014.
[10]滕广.以广元南河湿地公园为例浅谈城市湿地公园规划设计[D].四川农业大学,风景园林,2012,硕士.
[11]李明明.二阶段GLMM在预测未决赔款准备金中的应用[D].云南财经大学,统计学,2013,硕士.
[12]ChangQiongli.劳工到精英—论美国华裔族群的美国梦[D].西安外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[13]钱磊.基于虚拟仪器的两相流互相关测量系统设计[D].内蒙古科技大学,控制工程,2014,硕士.
[14]贾川.新型农村经济合作组织与农村社会关系重构[D].华中师范大学,社会学,2014,硕士.
[15]李梦园.影响新疆高校男子三级跳远水平的因素调查分析[D].新疆师范大学,运动训练,2013,硕士.
[16]蒲飞,刘元富,徐向阳,彭彦博.激光表面合金化制备TiC/Ni_3Al复合涂层组织及TiC演变规律[J].材料热处理学报,2014,11:185-189.
[17]郑凌冰,孙国峰.常用螺栓紧固一致性的研究及应用[J].科技创新与应用,2013,26:44.
[18]马素丽.混凝沉淀法回收生物硫及条件优化研究[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[19]邓春光.西安市村卫生室规范化建设现状分析与对策研究[D].第四军医大学,卫生事业管理（专业学位）,2014,硕士.
[20]董文.铋基氧化物半导体薄膜的制备与光伏性能研究[D].上海交通大学,材料工程,2013,硕士.
[21]刘雪纯.梁漱溟心性观述评[D].吉林大学,中国哲学,2013,硕士.
[22]孙昆.苏宁云商战略转型案例分析[D].华东理工大学,会计（专业学位）,2014,硕士.
[23]刘振.油菜菌核病菌PG的分离纯化、理化性质及PG基因的克隆与表达[D].扬州大学,植物病理学,2011,硕士.
[24]温滨.机载数字化罗盘控制盒的设计与实现[D].电子科技大学,电子与通信工程（专业学位）,2012,硕士.
[25]唱鹤鸣.数字漂移和噪声滤波器设计[J].石油地球物理勘探,1980,05:72-76.
[26]周桂倩.基于连续泊位区域化的泊位分配策略[D].大连海事大学,物流工程与管理,2013,硕士.
[27]王磊.短波准宽带数据传输系统中的关键技术研究[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[28]胡霞.外资保险进入对我国寿险业效率的影响研究[D].浙江工业大学,国际贸易学,2012,硕士.
[29]邓国洪.高速列车主动轮对齿轮箱对其动平衡测试影响的研究[D].华东交通大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[30]汤琼.基于协作协进化的多机器人协作机制研究[D].浙江工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[31]王楠.Q版商业绘画中的文化基因[D].西北大学,美术学,2013,硕士.
[32]陈海立.冲破式复合材料易碎盖破坏机理研究[D].南京航空航天大学,工程力学,2013,硕士.
[33]刘强.网球业余男选手进行单手反手击球教学的研究[D].山东体育学院,体育教学,2012,硕士.
[34]王姿贻.口译实践报告—对话骆家辉[D].河北大学,英语口译,2014,硕士.
[35]和统.带钢热连轧机自动化(一)[J].冶金自动化,1977,03:74-83.
[36]何桂基.中国上市公司资本结构的行业特征研究[D].湖南大学,金融学,2003,硕士.
[37]钟波.4-甲基哌嗪乙酰肼并芳香醛类希夫碱及其配合物的合成、表征与荧光性质研究[D].宁夏大学,应用化学,2014,硕士.
[38]郭晓良.打造环北京职业公路自行车赛品牌赛事的研究[D].首都体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[39]娄红梅.利胆排石汤治疗胆囊结石的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中医内科学,2004,硕士.
[40]杨增力,石东源,段献忠.线路保护整定计算中的自动调整问题[J].电力系统自动化,2007,09:51-55.
[41]崔晓凯.文化价值对科技发展的影响研究[D].兰州理工大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[42]孙大双,张友阳,黄令勇,石事超,吕志平.多元总体最小二乘在大旋转角三维坐标转换中的应用[J].测绘科学技术学报,2014,05:481-485.
[43]颜伟.复杂电子系统电磁干扰噪声机理建模与抑制方法研究[D].南京师范大学,物理电子学,2014,博士.
[44]张征.丰中子奇A Ru核的高自旋态和同质异能态的研究[D].清华大学,粒子物理与原子核物理,2003,硕士.
[45]龙苗.父母教养方式对幼儿使用iPad情况的影响[D].华中师范大学,学前教育,2014,硕士.
[46]魏慧敏.支化PEO修饰的Ca~(2+)荧光探针的设计合成与性能研究[D].河北大学,高分子化学与物理,2014,硕士.
[47]李蓉.自创商誉的计量及其应用研究[D].北京交通大学,2014.
[48]张启国.1型神经纤维瘤病NF1基因突变研究[D].南方医科大学,皮肤病与性病学,2014,博士.
[49]吴少敏,冯建生.数据挖掘技术及其应用[J].冶金自动化,2001,06:5-8.
[50]郜丽君.旅游房地产开发模式研究[D].武汉理工大学,管理科学与工程,2013,硕士.