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纳米氧化铈对48小时睡眠剥夺雄性小鼠认知功能的影响
目的 研究纳米氧化铈(cerium oxide nanoparticles,CeO2NPs)对48 h睡眠剥夺小鼠认知功能的影响,并探讨其作用机制.方法 将36只4周龄雄性健康清洁级ICR小鼠分为6组:空白对照组,溶剂对照组,睡眠剥夺对照组,CeO2NPs低、中、高剂量组.空白对照组灌胃1 mL蒸馏水,溶剂对照组和睡眠剥夺对照组灌胃1 mLl％羧甲基纤维素钠溶液,CeO2NPs低、中、高剂量组分别灌胃1 mL4、8和16 mg/kg的纳米氧化铈溶液,连续30天.第31天,采用单平台水环境法进行48 h睡眠剥夺.继之,利用Y-型迷宫试验确定各组小鼠的认知能力,同时测定小鼠大脑过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、总抗氧化能力(T-AOC)水平及一氧化氮(NO)和谷氨酸(Glu)含量.结果 与溶剂对照组比较,48 h睡眠剥夺小鼠的认知能力[(36±2)次vs.(20±2)次,P=0.0006:10.753％±0.031％ vs.24.927％±0.972％,P=0.00000045]、大脑CAT酶活性[(78.151±17.683) nmol/mg prot vs.(198.155±14.437) nmol/mg prot,P=0.0008]、T-AOC水平[(103.630±24.209) U/mg prot vs.(264.599±50.223) U/mg prot,P=0.007]降低,大脑MDA含量[(9.499±1.249)nmol/mg prot vs.(6.157±0.373) nmol/mg prot,P=0.0113]、NO水平[(11.608±1.281) μmol/mg prot vs.(3.628±1.064) μmol/mg prot,P=0.001]和Glu含量[(4.731±0.131) μg/mg prot vs.(4.476±0.126) μg/mg prot,P=0.03]增加.与睡眠剥夺对照组比较,CeO2NPs低、中、高剂量组48 h睡眠剥夺小鼠的认知能力均有所改善,其中中剂量组小鼠的认知能力改善显著[(27±2)次vs.(36±2)次,P=0.005;18.743％±0.245％ vs.10.753％±0.031％,P=0.0000006],同时在提高大脑CAT活性[(238.065±19.393)nmol/mg prot vs.(78.151±17.683) nmol/mg prot,P=0.00045]、T-AOC水平[(210.516±11.339) U/mg prot vs.(103.630±24.209)U/mg prot,P=0.002],降低大脑MDA[(6.528±1.162)nmol/mg prot vs.(9.499±1.249) nmol/mg prot,P=0.039]、NO[(5.651±0.239) μmol/mg prot vs.(11.608±1.281) μmol/mg prot,P=0.001]和Glu[(4.358±0.016)μg/mg prot vs.(4.731±0.131) μg/mg prot,P=0.008]含量方面的影响也显著.结论 纳米氧化铈可以改善睡眠剥夺雄性小鼠的认知能力,这可能与其提高了大脑抗氧化能力,降低了自由基对脑部神经的损伤,调节了大脑的神经递质有关.
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纳米氧化铈促进糖尿病大鼠创面愈合机制的代谢组学研究
目的 采用非靶标代谢组学方法研究纳米氧化铈作用于糖尿病GK大鼠模型溃疡创面组织后所引起的相关代谢改变.方法 选用8～10周龄、体重(256±3)g雄性GK大鼠20只,按随机数字表法分为生理盐水组和纳米氧化铈组,每组10只.用皮肤取样器于大鼠背部肩胛稍后脊柱两侧对称制造2个直径8 mm的圆形深至肌层的皮肤损伤创面,创面每天给药1次,第7天处死大鼠,取材行苏木精-伊红染色法(HE)染色和代谢组学分析.利用液相色谱质谱检测大鼠创面组织中代谢产物的变化,通过主成分分析和正交偏小二乘判别分析筛选差异代谢物.结果 HE染色结果显示,与生理盐水组相比,纳米氧化铈组大鼠皮肤创面炎症细胞较少、成纤维细胞较多且排列规则.共筛选出15个差异代谢物以及6条与实验条件相关的受到显著干扰的代谢途径,后者包括嘌呤代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、花生四烯酸代谢、不饱和脂肪酸的生物合成、泛酸盐和辅酶A的生物合成以及柠檬酸盐循环.结论 纳米氧化铈可能通过改善GK大鼠创面的代谢网络而调节糖、脂和氨基酸代谢,且上调抗炎、抗氧化应激信号通路,从而使得创面快速愈合.
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不同粒径纳米氧化铈对X线辐照小鼠外周血免疫细胞数量及构成的影响
目的 观察不同粒径的纳米氧化铈对X线辐照小鼠外周血免疫细胞数量及构成的影响.方法 小鼠按体质量分层后随机分为4组,具体方法:称量每只小鼠的体质量,按体质量从高到低依次分为6组,每组4只,然后从每组中随机各取1只,分别形成对照组、模型组、5 nm氧化铈组和25 nm氧化铈组,每组6只.模型组和纳米氧化铈组小鼠经X线一次性全身照射,照射剂量3 Gy;纳米氧化铈组小鼠于照射前4天,1次/d分别腹腔注射10 μg/kg体质量的5 nm氧化铈或25 nm氧化铈,照射后每隔2 d注射1次纳米氧化铈;对照组和模型组小鼠腹腔注射0.9 % NaCl溶液.照射后第10 天处死小鼠,采用全自动血细胞计数仪进行外周血白细胞计数及分类,采用流式细胞术分析淋巴细胞亚群构成.结果 与对照组相比,模型组外周血白细胞总数、中性粒细胞数及百分比、单核细胞数及百分比、淋巴细胞数、总T细胞数及百分比、CD4+和CD8+T淋巴细胞数及百分比均降低,差异均有统计学意义(均P＜0.05);淋巴细胞数、B细胞和NK细胞百分比、CD4/CD8比值均升高,差异均有统计学意义(均P＜0.05).与模型组相比,5 nm氧化铈组除总T细胞百分比、CD4+和CD8+T细胞百分比差异无统计学意义(均P＞0.05)外,其余上述指标均有改善,差异均有统计学意义(均P＜0.05).与对照组相比,5 nm氧化铈组白细胞总数及淋巴细胞数均降低,差异均有统计学意义(均P＜0.05),其余指标与对照组比较,差异均无统计学意义(均P＞0.05).与对照组相比,25 nm氧化铈组白细胞总数、淋巴细胞数、总T细胞数及百分比、CD4+和CD8+T细胞数及百分比均降低,NK细胞百分比、CD4/CD8比值均升高,差异均有统计学意义(均P＜0.05);25 nm氧化铈组淋巴细胞数和CD8+T细胞数均低于5 nm氧化铈组,差异均有统计学意义(均P＜0.05).结论 不同粒径纳米氧化铈对X线辐照小鼠免疫细胞的影响不同,5 nm氧化铈优于25 nm氧化铈.
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纳米氧化铈对γ射线诱导小鼠免疫系统损伤的影响
目的 研究纳米氧化铈在γ射线诱导小鼠免疫系统损伤中的影响.方法 BALB/c小鼠120只按随机号法分为健康对照、照射、阳性药物与纳米氧化铈100、300和900 mg/kg组,共6组,每组20只.小鼠经3.5 Gy60Co γ射线一次性全身照射,照射前两周至照射后处死前连续口服灌胃给药.流式细胞术检测胸腺淋巴细胞凋亡率、外周血白细胞介素-2(IL-2)和干扰素-γ(IFN-γ)阳性率,二苯基四氮唑溴盐(MTT)法检测自然杀伤细胞(NK)活性.结果 与照射组相比,受照后3d,纳米氧化铈各剂量组的细胞死亡率均降低,纳米氧化铈300 mg/kg组差异有统计学意义(F=4.50,P ＜0.05),纳米氧化铈300 mg/kg组的IFN-γ表达显著增多(t-2.26,P＜0.05);受照后8d,纳米氧化铈900 mg/kg组的细胞死亡率明显降低(F =4.07,P ＜0.05),纳米氧化铈100 mg/kg组细胞早期凋亡率显著下降(F =3.47,P＜0.05),纳米氧化铈300 mg/kg组IFN-γ表达显著增多(t=2.47,P ＜0.05),各剂量组IL-2表达均呈降低趋势,但差异无统计学意义(P＞0.05);纳米氧化铈各剂量组和阳性药物组的NK细胞活性均显著升高,差异有统计学意义(t=3.40、5.40、3.40、5.20,P＜0.05).结论 纳米氧化铈在一定程度上降低受照小鼠胸腺淋巴细胞凋亡率和死亡率,促进IFN-γ表达量增高,增强NK细胞活性,可提高机体免疫力,对辐射损伤有一定防护作用.
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纳米氧化铈对X射线照射小鼠外周血免疫细胞分布及脾脏T淋巴细胞增殖能力的影响
目的 观察纳米氧化铈对X射线引起的小鼠免疫损伤是否具有保护作用.方法 小鼠按体重分层分为7组:对照组、模型组、模型+不同剂量纳米氧化铈组(模型+ 10 ng组、模型+100 ng组、模型+1μg组、模型+10 μg组、模型+100 μg组),每组各6只.模型组和纳米氧化铈组小鼠经X射线1次性全身照射,照射剂量4 Gy,纳米氧化铈组小鼠于照射前4d开始,分别腹腔注射10、100 ng/kg,1、10和100 μg/kg体重的纳米氧化铈,每周2次,照射后第10天处死小鼠.采用全自动血细胞计数仪进行外周血白细胞计数及分类;采用流式细胞术检测T、B、NK、CD4+、CD8+T淋巴细胞的百分比,计算CD4/CD8比值;采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测脾脏T淋巴细胞增殖能力.结果 与对照组相比,经X射线照射小鼠外周血的白细胞总数和NK细胞绝对值,中性粒细胞、单核细胞、总淋巴细胞、T淋巴细胞、CD4+和CD8+T淋巴细胞的绝对值及百分比,脾脏T淋巴细胞增殖能力均降低(=2.26 ～3.18,P＜0.05);B淋巴细胞百分比和CD4/CD8比值升高(t=2.45、3.18,P＜0.05).X射线照射小鼠腹腔注射不同剂量的纳米氧化铈对上述免疫学指标有改善作用,其中以10和100 μg纳米氧化铈组改善效果明显,而10μg组改善作用佳.结论 纳米氧化铈能够提高X射线照射小鼠的免疫功能.
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纳米氧化铈对过氧化氢所致大鼠肺泡巨噬细胞氧化损伤的影响
目的 研究纳米氧化铈对过氧化氢致大鼠肺泡巨噬细胞NR8383氧化损伤的影响.方法 将对数生长期的NR8383细胞分别暴露于终浓度为5、10、20、50、100 μg/ml纳米氧化铈(20 nm)悬液孵育24 h,再加入新鲜配制的终浓度为100μmol/L的过氧化氢刺激细胞2h,另设对照(PBS)组及过氧化氢(100 μmol/L)组.采用CCK-8法检测NR8383细胞的细胞活性,采用酶标法检测培养液上清中乳酸脱氢酶(LDH)的释放量,并测定细胞内谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)、活性氧(ROS)的水平.结果 与对照组相比,过氧化氢对NR8383细胞造成氧化损伤,细胞的存活率下降25.25％.与过氧化氢组相比,5 μg/ml纳米氧化铈+过氧化氢组NR8383细胞的存活率较高,而100 μg/ml纳米氧化铈+过氧化氢组NR8383细胞的存活率较低,差异均有统计学意义(P＜0.05,P＜0.01);且随着纳米氧化铈染毒浓度的升高,NR8383细胞的存活率呈下降的趋势.与过氧化氢组相比,对照组NR8383细胞的LDH释放量较低,50 μg/ml纳米氧化铈+过氧化氢组NR8383细胞的LDH释放量较高,差异有统计学意义(P＜0.05);而5、10 μg/ml纳米氧化铈+过氧化氢组NR8383细胞的LDH释放量有所降低,但差异均无统计学意义(P＞0.05).且随着纳米氧化铈染毒浓度的升高,NR8383细胞的LDH释放量呈上下波动.与过氧化氢组相比,对照组NR8383细胞内GSH的水平升高,而ROS的水平上升;5、10 μg/ml纳米氧化铈+过氧化氢组NR8383细胞内的ROS水平均下降,而10 μg/ml纳米氧化铈+过氧化氢组NR8383细胞内的GSH水平上升,差异均有统计学意义(P＜0.05).随着纳米氧化铈染毒浓度的升高,NR8383细胞内的SOD、GSH呈上下波动,ROS的水平呈逐渐升高的趋势.结论 低浓度(5、10 μg/ml)的纳米氧化铈颗粒可以缓解过氧化氢对NR8383细胞造成的氧化损伤,对细胞起到保护作用.
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CeO2纳米颗粒对过氧化氢所致A549细胞损伤的保护作用
目的 研究氧化铈(CeO2)纳米颗粒对过氧化氢所致A549细胞损伤的保护作用.方法 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和纳米粒度及Zeta电位分析仪对纳米CeO2的理化性质进行表征,A549细胞暴露于0～40μg/ml CeO2纳米颗粒悬液(粒径约为30nm)24和48h,以MTT方法检测CeO2纳米颗粒对细胞活性的影响、纳米CeO2缓解20μmol/L H2O2对A549细胞造成氧化损伤的能力以及对细胞内SOD活力和GSH含量变化的影响,以流式细胞术检测CeO2纳米颗粒对细胞凋亡率的影响及细胞对纳米颗粒的摄取情况.结果5～40μg/ml CeO2纳米颗粒对细胞活性均呈现促进作用,作用时间为48h,浓度为20和40μg/ml时细胞存活率分别为111.66％和113.04％,与对照组相比,差异有统计学意义(P＜0.05).20和40μg/ml纳米CeO2+H2O2组细胞存活率与单独H2O2染毒组相比分别增加10.21％和16.54％,细胞内SOD活力与单独H2O2染毒组相比分别增加46.23％和61.87％,GSH含量与单独H2O2染毒组相比分别增加21.98％和45.86％.CeO2纳米颗粒可以进入到A549细胞内部,细胞总凋亡率与H2O2组相比下降10.33％.结论 CeO2纳米颗粒可以缓解H2O2对A549细胞造成的氧化损伤,对细胞起到保护作用.
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纳米氧化铈对人乳腺癌Bcap-37细胞裸鼠移植瘤的生长抑制作用
目的 探讨纳米氧化铈(nm-CeO2)对人乳腺癌Bcap-37细胞裸鼠移植瘤的生长抑制作用.方法 建立人乳腺癌Bcap-37细胞裸鼠皮下移植瘤模型,随机分为阴性对照组(等体积双蒸水)、阳性药组[九州虫草2 000 mg/(kg·次)]、nm-CeO2高、中、低剂量组[300、100、33.33 mg/(kg·次)],共5组,各组荷瘤裸鼠均经口灌胃给药,每天1次,共17d,观察各组裸鼠移植瘤生长情况,计算肿瘤体积(VT)、肿瘤生长抑制率,称量肿瘤重量,观察移植瘤组织病理变化,采用脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记(terminal dexynucleotidyl transferase mediated dUTP nick end la beling,TUNEL)法检测移植瘤细胞凋亡率.结果 与阴性对照组比较,nm-CeO2各剂量组均具有抑制人乳腺癌Bcap-37细胞裸鼠皮下移植瘤生长的作用,并能促进瘤细胞的变性、坏死和凋亡(P＜0.05).nm-CeO2高剂量组的肿瘤生长抑制作用低于阳性药组(P＜0.05),但nm-CeO2高、中剂量组促进肿瘤细胞凋亡的作用高于阳性药组(P＜0.05).结论 nm-CeO2对人乳腺癌Beap-37细胞裸鼠皮下移植瘤具有显著的生长抑制作用.
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纳米氧化铈致大鼠肺纤维化作用的研究
目的 探讨纳米氧化铈颗粒对大鼠的肺毒性及其致大鼠肺纤维化的能力.方法 将50只雄性SD大鼠按随机数字表法分为5组:纳米氧化铈高剂量组(10 mg·kg-1,nano-high组)、纳米氧化铈低剂量组(2 mg·kg-1,nano-low组)、微米氧化铈高剂量组(10 mg·kg-1,micro-high组)、微米氧化铈低剂量组(2 mg·kg-1,micro-low组)、生理盐水对照组(control组),每组10只.采用非暴露式气管内注射方式分别注射各组对应试剂,隔日注射1次,共25次.50 d 后处死大鼠,测定各组大鼠体质量、肺脏系数、肺组织羟脯氨酸含量、肺泡巨噬细胞(alveolar macrophage,AM)凋亡率,采用Van-Gieson染色观察各组大鼠肺组织石蜡切片肺纤维化情况.结果 经气管注射相应试剂50 d后,各组大鼠体质量、肺脏系数比较差异均无统计学意义(P>0.05).nano-high组羟脯氨酸含量较control组、micro-high组均显著增加(P<0.05);nano-high组AM凋亡率与control组相比显著增加(P<0.01),而与micro-high组差异无统计学意义(P>0.05);Van-Gieson染色结果发现,纳米氧化铈所致肺组织纤维化较微米氧化铈更为显著.结论 氧化铈有一定的致肺纤维化的作用,存在粒径大小和毒性剂量反应关系,纳米氧化铈的致肺纤维化作用强于微米氧化铈.
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纳米氧化铈体内代谢特点及其辐射防护作用
目的 观察纳米氧化铈(nano-CeO2)在大鼠体内的代谢和分布特点,探讨其辐射防护作用.方法 ①取18只无特定病原体(SPF)级SD大鼠随机分为3组.实验组和血药浓度组大鼠分别一次性予剂量为1.0 g/kg体质量的nano-CeO2混悬液灌胃,对照组予等体积蒸馏水灌胃.在不同时间点,血药浓度组大鼠经眼眶静脉取血,采集实验组大鼠尿液与粪便;采集染毒后24.0 h实验组和对照组大鼠的不同器官组织样品,采用电感耦合等离子体-质谱法检测生物样品中的铈水平.②将72只SPF级BALB/c小鼠随机分为6组,低、中和高剂量组小鼠分别予剂量为100、300、900 mg/kg体质量的nano-CeO2混悬液灌胃,阴性对照组、照射对照组和阳性药物对照组小鼠均予等体积蒸馏水灌胃,1次/d;连续灌胃14 d后,除阴性对照组外,其余5组小鼠均给予一次性钴-60 γ射线源全身照射,照射剂量为3.5 Gy,剂量率为1 Gy/min,阳性药物对照组照射前30 min予一次性腹腔注射剂量为200 mg/kg体质量的氨磷汀.照射后,各组小鼠继续予相应灌胃处理,1次/d,每组小鼠分别于照射后3和8 d随机抽取6只,采集周围静脉血检测白细胞计数和淋巴细胞计数.结果 ①染毒后4.0 h,大鼠血液中铈水平达到峰值,染毒后8.0 h尿液和粪便中排泄的铈水平达到峰值.染毒后24.0 h,实验组大鼠大脑中铈水平高于对照组(P<0.05);实验组大鼠中,胸骨、十二指肠、大脑中的铈水平均高于肾脏和心脏(P<0.05),胸腺和肺脏中铈水平均高于肾脏(P<0.05).②小鼠周围血白细胞计数和淋巴细胞计数在染毒处理和染毒时间的交互效应上均无统计学意义(P>0.05).低、中剂量组小鼠白细胞计数分别低于阴性对照组和阳性药物对照组(P<0.05),高剂量组小鼠白细胞计数分别低于照射对照组、阳性药物对照组和中剂量组(P<0.05),3个剂量组小鼠淋巴细胞计数均低于阳性药物对照组(P<0.05).结论 nano-CeO2在体内主要蓄积器官可能为胸骨、十二指肠、大脑、胸腺和肺脏.辐射诱导后,nano-CeO2具有一定程度的提升周围血白细胞数量的作用.
