论文摘要
目的通过采用鼻腔滴注法对照组、纳米铝组、微米铝、铝离子组进行染毒探讨纳米铝进入中枢神经系统的可能性;纳米氧化铝对小鼠认识能力的损伤作用进而初步探讨可能的机制。方法取健康3月龄雄性ICR小鼠80只,分8组,剂量组分别为:空白对照组（每天只抓不滴注任何试剂）、溶剂对照组（每天滴注溶剂生理盐水）、纳米铝低剂量组（50mg/kg体重）、纳米铝中剂量组（100mg/kg体重）、纳米铝高剂量组（200mg/kg体重）、微米铝组（100mg/kg体重）、铝离子组（50mg/kg体重）。连续30天每天3-5次鼻腔滴注上述试剂。染毒期结束后进行Morris水迷宫试验、跳台实验、旷场试验;行为学检测完毕每组取两只进行4%多聚甲醛和硝酸镧灌注,做病理切片,进一步做硫堇染色、免疫荧光染色、海马做电镜,硝酸镧灌注后用戊二醛固定电镜观察血脑通透性;剩余小鼠猝死后置于EP管中,-70℃保存,用于测定脑组织中氧化应激水平和Western-blot法检测LC3-Ⅱ、Caspase3、8、9蛋白的表达水平。结果①纳米铝可进入中枢系统且对血脑屏障的损伤作用:硝酸镧示踪法结果显示纳米铝组硝酸镧颗粒附着于血管内皮细胞有一部分已经经紧密连接扩散入组织间隙,亦可见毛细血管外水肿;嗅球电镜观察显示纳米颗粒进入嗅球且对嗅球产生一定的损伤;免疫荧光法显示ZO-1、Occuldin紧密连接相关蛋白表达降低且形态紊乱提示纳米颗粒可能致血脑屏障损伤。②小鼠学习记忆能力测试:不同粒径铝组之间与对照组相比,纳米铝组和铝离子组Morris水迷宫实验中定位导航时间较对照组增加（P<0.05）在第5天的空间搜索实验中,纳米铝组和铝离子组在原平台象限停留时间显著缩短（P<0.05）;跳台实验中进入暗室及跳台潜伏期较对照组显著缩短,错误次数增多（P<0.05）;在相同剂量的纳米铝和微米铝组相比纳米铝组小鼠在Morris水迷宫实验中定位导航时间较对照组增加,空间探索试验的潜伏期减少;在跳台实验中进入暗室及跳台潜伏期较对照组显著缩短。旷场试验中与对照组相比纳米铝组小鼠中央格停留时间增加（P<0.05）。纳米铝不同剂量组在Morris水迷宫实验中,与溶剂对照组相比,在4天的定位导航实验中,纳米铝各剂量组定位导航时间增加（P<0.05）,且出现剂量效应关系。在第5天的空间搜索实验中,纳米铝中剂量组和高剂量组原平台象限停留时间显著缩短（P<0.05）。在跳台实验中与溶剂对照组相比,纳米铝中剂量组和高剂量组小鼠潜伏期明显缩短（P<0.05）,错误次数明显增加（P<0.05）。在旷场试验中,与溶剂对照组相比,纳米铝中剂量组和高剂量组中央格停留时间明显增加（P<0.05）。③HE染色及硫堇染色病理组织学结果:CA3区病理改变显示对照组海马锥体细胞排列整齐,边缘清晰,呈多角型,中有核仁,顶树突向内层放射状伸展;微米铝组CA3区神经元肿胀,呈圆形,胞浆染色深浅不一,顶树突变短且神经元数量有所减少;纳米铝组CA3大部分神经元呈气球样肿胀变性,核仁消失,顶树突断裂。④氧化应激与凋亡相关蛋白的检测:与溶剂对照组相比纳米铝各剂量组MDA含量增加差异有统计学意义（P<0.05）;随着纳米铝浓度增加MDA含量也随之增加出现剂量效应关系,与相同剂量的微米铝相比纳米铝组MDA含量增加差异有统计学意义（P<0.05）;与溶剂对照组相比纳米铝高剂量组SOD活性明显下降（P<0.05）;与溶剂对照组相比纳米铝各剂量组GSH含量均减少差异有统计学意义（P<0.05）;与溶剂对照组相比、微米铝组、纳米铝各剂量组GSH-PX活性有增加趋势但是没有统计学意义;与溶剂对照组相比纳米铝低、中剂量组CAT活性增加差异有统计学意义（P<0.05）,而纳米铝高剂量组CAT活性降低差异有统计学意义（P<0.05）。Westernblot法检测纳米铝染毒组小鼠大脑皮质内caspase3的蛋白表达呈增加趋势,低、中、高剂量组caspase-3的蛋白表达较对照组显著增加,且差别有统计学意义（P<0.05）;LC3-Ⅱ的蛋白表达也呈增加趋势,且低、中、高剂量组较对照组显著增加,差别有统计学意义（P<0.05）;Caspase-8的剪切体表达也基本呈增加趋势,差别有统计学意义（P>0.05）;Caspase-9的剪切体表达也呈增加趋势,差别有统计学意义（P<0.05）。结论滴鼻法染毒纳米铝颗粒可以进入中枢神经,进入中枢神经的途径可能为透过血脑屏障和通过嗅球转运,且对血脑屏障产生一定损伤作用;纳米铝经滴鼻法染毒可致小鼠学习记忆能力的损伤其损伤作用较相同剂量的微米铝严重;纳米铝所致的氧化应激损伤中是以自由基产生增多为主要机制且低、中剂量出现一定的代偿机制但是高剂量组出现失代偿情况.Caspase3、89表达量增加和LC3-Ⅱ表达量增加提示我们凋亡和自噬可能是其机制但仍需进一步探讨。