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(carbon nanotube, CNT)是纳米材料家族的重要成员,单壁碳纳米管(Single-walled carbon nanotubes, 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/day SWCNTs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/day SWCNTs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/day SWCNTs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/day SWCNTs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。