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研究背景氧化锌纳米材料广泛应用于口腔医学领域,同时也增加了其在口腔环境的暴露机会,提供了纳米氧化锌经口暴露进入机体的可能性。本课题组前期研究证实,氧化锌纳米颗粒舌体滴注后,可通过味觉神经通路进入大鼠脑组织并引起脑内氧化应激反应、学习记忆能力的下降和神经退行性变。炎症反应与神经退行性变疾病关系密切,纳米氧化锌是否能通过味觉神经进入中枢神经系统引起神经炎症反应,目前尚未有研究进行报道。研究目的本实验拟通过构建Wistar大鼠舌体滴注纳米氧化锌模型,探索纳米氧化锌是否可以经味觉神经通路入脑引起神经炎症。并进一步使用BV2及PC12细胞研究模型,探究纳米氧化锌诱导神经炎症反应的具体分子机制。材料与方法1、采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、比表面积测量仪(BET)及拉曼光谱仪对材料进行表征,采用电感耦合等离子体技术(ICP-MS)检测锌元素的生物学分布,利用qRT-PCR和酶联免疫法(ELISA)检测脑组织促炎细胞因子的释放,同时对大鼠脑组织进行免疫组化分析,探索纳米氧化锌能否通过味觉神经通路入脑引起神经炎症。2、使用噻唑蓝(MTT)、乳酸脱氢酶(LDH)、透射电镜、qRT-PCR和ELISA等技术手段检测纳米氧化锌在不同浓度及不同时间点对BV2及PC12细胞的毒性效应和促炎效应。利用钙离子探针和Western Blot探究纳米氧化锌诱导神经炎症反应的可能机制。3、通过P2X7受体抑制剂A839977和钙离子螯合剂BAPTA-AM验证Ca2+在纳米氧化锌促神经炎症反应中的作用机制。结果1、成功构建舌体滴注纳米氧化锌的模型,证实纳米氧化锌可经味觉神经通路入脑并沉积于各脑区。2、沉积于脑部的纳米氧化锌能引起脑组织内促炎细胞因子含量增加,激活星形胶质细胞及小胶质细胞,损伤神经元细胞,诱导神经炎症反应的发生。3、纳米氧化锌能诱导BV2和PC12细胞钙内流,引起NF-κB、ERK和p38磷酸化并进一步导致TNF-α、IL-1β的释放,产生炎症反应。4、BAPTA-AM预处理后,能改善纳米氧化锌诱导的神经炎症反应程度,降低细胞内Ca2+浓度,减弱NF-κB、ERK和p38磷酸化程度,减少TNF-α、IL-1β的释放,提升BV2和PC12细胞存活率,说明Ca2+在纳米氧化锌介导的神经炎症反应过程中起了重要作用。结论本研究的结果表明,纳米氧化锌经舌体滴注后,可通过味觉神经通路转运至中枢神经系统,并导致神经炎症反应,Ca2+介导的NF-κB、ERK和p38信号通路的激活是此反应的重要调控机制。