论文部分内容阅读
纳米ZnO因其独特理化性质，已被广泛应用于生物医药、细胞标记分选、药物载体和临床治疗等领域，其对人类健康和环境安全日益受到关注。一般而言，纳米材料可以通过呼吸道吸入、消化道摄入和皮肤渗透等方式进入生物体内。研究发现，纳米ZnO经嗅球-大脑途径或通过血脑屏障进入大脑。因此，纳米ZnO对中枢神经系统的毒副作用已受到关注。 在本论文中，首先利用扫描电子显微镜和动态光散射分析了纳米ZnO的粒径和形状，以及水合粒径分布。以SH-SY5Y神经元细胞为材料，使用全细胞膜片钳技术研究了纳米ZnO对神经元细胞电压门控钠通道(VGSC)和电压门控钾通道(VGKCs)的影响。研究发现，纳米ZnO明显抑制SH-SY5Y神经元细胞INa的电流强度，使其激活曲线向超极化方向移动，增大失活后恢复的时间常数，延缓失活钠通道的恢复。此外，纳米ZnO明显降低细胞瞬时外向钾通道(IA)和延迟整流钾通道(IK)的电流强度。使IA激活曲线向超极化方向移动，同时使IA的失活曲线向超极化方向改变，并且改变其斜率。表明纳米ZnO通过对该通道降低激活速度和失活阈值抑制神经元细胞的瞬时外向钾通道(IA)，并使延迟整流钾通道(IK)的激活曲线向去极化方向移动，半数激活电压增大，抑制了IK的激活过程，表明纳米ZnO影响神经元的电生理特性。 用4、8和12μg/ml纳米ZnO分别处理SH-SY5Y细胞6、12和24 h后，细胞活力随纳米ZnO处理浓度和时间降低，细胞内有大量的活性氧自由基生成，ATP水平下降，细胞凋亡增加，细胞自噬水平升高。同时，纳米ZnO明显引起神经元细胞caspase-3活化、多聚ADP-核糖聚合酶（PARP）切割、α-突触核蛋白(α-synuclein)积累、胞内酸性囊泡水平升高、LC-3和p62表达量上调，结果表明纳米ZnO引发神经元自噬功能障碍，造成α-synuclein和p62表达上调。自噬激活剂rapamycin和自噬抑制剂3-MA进一步验证表明纳米ZnO诱导多巴胺神经细胞的自噬功能障碍，影响α-synuclein的正常降解。 纳米ZnO显著降低原代培养的星形胶质细胞的活力，促进乳酸脱氢酶(LDH)释放，诱导细胞内ROS生成，降低细胞线粒体膜电位(MMP)，并使caspase-3、c-Jun N-末端激酶(JNK)、细胞外信号调节激酶(ERK)和p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)的磷酸化水平升高。此外，JNK抑制剂(SP600125)显著下调剪切的PARP和caspase-3表达水平。以上结果提示纳米ZnO通过JNK信号转导途径引起原代培养的星形胶质细胞凋亡。