纳米氧化铈（cerium oxide nanoparticles，CeONPs）作为一种新型的催化剂纳米材料，在生物医学领域掀起了一股关于CeONPs的研究热潮。CeONPs通过与氧原子的可逆结合以及氧缺位的存在，在Ce 3+和Ce 4+之间不断循环转换，使其同时具有氧化和还原的双重特性，从而能够高效且可再生性地清除自由基，具备强大的抗氧化性能。近几年，CeONPs在包括肾脏疾病的多种氧化应激相关性疾病中的应用备受关注。本文从CeONPs的结构、生物效应以及在肾脏疾病中的应用进行综述，以期为CeONPs在肾脏疾病中的研究与应用提供参考价值。

目的:探讨氧化铈纳米酶-甲基丙烯酸酐化明胶（GelMA）水凝胶（以下简称复合水凝胶）在小鼠全层皮肤缺损感染创面修复中的作用。方法:该研究为实验研究。采用水热法制备粒径为（116±9）nm的氧化铈纳米酶，同时制备具有多孔网状结构且成胶性能良好的GelMA水凝胶。筛选出25 μg/mL氧化铈纳米酶可明显促进人皮肤成纤维细胞增殖和具有较高的超氧化物歧化酶活性，将其加入GelMA水凝胶中制备复合水凝胶。计算用磷酸盐缓冲液（PBS）浸泡3、7 d后复合水凝胶中氧化铈纳米酶的释放百分比。将小鼠红细胞悬液分为用相应溶液处理的PBS组、Triton X-100组、氧化铈纳米酶组、GelMA水凝胶组及复合水凝胶组，利用酶标仪检测处理1 h后红细胞的溶血情况。测定用PBS、氧化铈纳米酶、GelMA水凝胶及复合水凝胶培养耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和大肠埃希菌2 h后的细菌浓度。以上实验样本数均为3。取24只8周龄雄性BALB/c小鼠，在背部对称位置各制备1个用MRSA感染的全层皮肤缺损创面。将小鼠分为不进行药物干预的对照组及滴加相应溶液的氧化铈纳米酶组、GelMA水凝胶组和复合水凝胶组，每组6只小鼠。观察伤后3、7、14 d创面愈合情况并测量伤后3、7 d剩余创面面积（样本数为5）。取小鼠伤后3 d创面分泌物，检测MRSA的浓度（样本数为3），采用激光散斑血流成像系统观测小鼠伤后5 d创面血流灌注量（样本数为6）。伤后14 d，取小鼠创面组织，行苏木精-伊红染色观察新生上皮情况，行Masson染色观察胶原情况（样本数均为3）。结果:浸泡3、7 d后，复合水凝胶中氧化铈纳米酶释放百分比分别约为39%、75%。处理1 h后，与Triton X-100组比较，PBS组、GelMA水凝胶组、氧化铈纳米酶组及复合水凝胶组红细胞溶血程度均明显下降（ P<0.05）。与用PBS培养比较，用氧化铈纳米酶、GelMA水凝胶、复合水凝胶培养2 h的MRSA、大肠埃希菌浓度均明显降低（ P<0.05）。伤后3~14 d，4组小鼠创面均逐渐愈合，复合水凝胶组小鼠伤后14 d创面全部愈合。伤后3、7 d，复合水凝胶组小鼠剩余创面面积分别为（29±3）、（13±5）mm 2，明显小于对照组的（56±12）、（46±10）mm 2和氧化铈纳米酶组的（51±7）、（38±8）mm 2（ P值均<0.05），与GelMA水凝胶组的（41±5）、（24±9）mm 2相近（ P值均>0.05）。伤后3 d，复合水凝胶组小鼠创面MRSA浓度明显低于对照组、氧化铈纳米酶组、GelMA水凝胶组（ P值均<0.05）。伤后5 d，复合水凝胶组小鼠创面血液灌注量明显大于对照组、氧化铈纳米酶组、GelMA水凝胶组（ P值均<0.05）。伤后14 d，复合水凝胶组小鼠创面基本完成上皮化，上皮化情况明显优于其他3组；复合水凝胶组小鼠创面胶原含量较其他3组明显增多，排列也更为有序。 结论:复合水凝胶具有良好的生物相容性和体内外抗菌效果，可持续缓释氧化铈纳米酶，改善早期创面血流灌注，促进创面再上皮化及胶原合成，从而促进小鼠全层皮肤缺损感染创面愈合。

目的 探讨氧化铈纳米颗粒(CeO2 NPs)对脓毒症相关认知功能障碍的治疗潜力.方法 采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对纳米颗粒进行表征.建立盲肠结扎穿孔(CLP)诱导的脓毒症大鼠模型.大鼠分别给予不同剂量的CeO2 NPs(4、8、16 mg/kg)进行灌胃处理,每日1 次,连续7 d.采用神经行为学评价和Morris水迷宫实验评价大鼠的认知能力.给药7 d后采集海马组织和血样.采用ELISA法检测血清促炎细胞因子和氧化应激标志物水平.Western blot分析大鼠海马区基质金属蛋白酶(MMPs)的表达.结果 CeO2 NPs为结晶态,直径约30 nm.与对照组的脓毒症大鼠相比,CeO2 NPs治疗的脓毒症大鼠的神经行为学评分和生存率显著提高,逃避潜伏期缩短,穿越平台的次数增加,游泳路径更长,在目标象限停留的时间更长.ELISA法结果显示CeO2 NPs能有效逆转CLP诱导的大鼠血清促炎细胞因子(IL-6、IL-1β、TNF-α)和氧化应激指标(SOD和CAT)水平的升高.此外,CeO2 NPs显著抑制了CLP诱导的脓毒症大鼠海马区中与血脑屏障破坏相关的MMPs-2和MMPs-9蛋白表达的上调.值得注意的是,CeO2 NPs的所有作用均具有剂量依赖性.结论 CeO2 NPs可能通过减轻全身炎症反应、氧化应激和血脑屏障破坏来改善脓毒症大鼠的认知能力和生存率.

目的 探讨氧化铈(CeO2)纳米酶对环磷酰胺所致斑秃小鼠模型毛发生长的影响.方法 将雌性C57BL/6J小鼠30只随机分为空白组、模型组和CeO2纳米酶组(300 μg/mL),每组10只.模型组和CeO2纳米酶组小鼠采用单次腹腔内注射环磷酰胺注射液,构建斑秃小鼠模型.CeO2纳米酶组小鼠给予300 μg/mL CeO2纳米酶外涂于小鼠背部剃毛区,空白组和模型组小鼠均予以等体积的PBS溶液外涂,1次/d,连续27 d.实验结束后(第28天)肉眼观察小鼠背部秃发区毛发生长情况并进行评分;HE染色小鼠背部经处理的皮肤组织计算单位视野内毛囊数量;酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测小鼠血清细胞间黏附分子-1(ICAM-1)及内皮细胞白细胞黏附分子-1(ELAM-1)水平;水溶性四唑盐-1法(WST-1)检测皮肤组织丙二醛(MDA)及超氧化物歧化酶(SOD)含量.结果 与空白组相比,模型组小鼠毛发生长及毛发评分显著下降(P＜0.05),毛囊数量明显减少(P＜0.05),血清ICAM-1及ELAM-1水平升高(P＜0.05),皮肤组织MDA含量升高而SOD含量降低(P＜0.05);与模型组相比,CeO2纳米酶组毛发生长及毛发评分显著增加(P＜0.05),毛囊数量明显增多(P＜0.05),血清ICAM-1及ELAM-1水平降低(P＜0.05),皮肤组织MDA含量降低而SOD含量升高(P＜0.05).结论 外用CeO2纳米酶对环磷酰胺所致斑秃小鼠模型具有促进毛发再生的作用,为CeO2纳米酶外用治疗斑秃提供了实验依据.

目的 观察掺钆纳米氧化铈对抗ApoE基因敲除(ApoE-/-)小鼠动脉粥样硬化形成.方法 将20%掺钆Ce-Gd纳米制剂根据不同浓度分为:生理盐水对照组、25 μg/ml组、50 μg/ml组和100 μg/ml组,观察该制剂对脂多糖(LPS)处理后ApoE-/-小鼠血浆炎症因子水平的影响.建立ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化模型,20%掺钆Ce-Gd纳米制剂根据不同浓度进行分组:生理盐水输注组、10 mg/kg Ce-Gd输注组、50 mg/kg Ce-Gd输注组(输注时间点为0 d,3 d,7 d),油红O染色法观察各组小鼠主动脉粥样硬化面积并进行统计学分析.结果 掺钆20%Ce-Gd的纳米制剂可浓度依赖性降低LPS诱导的血浆炎症因子水平,掺钆20%Ce-Gd的纳米制剂可浓度依赖性降低ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化斑块负荷.结论 掺钆纳米氧化铈通过降低ApoE-/-小鼠氧化应激水平,对抗动脉粥样硬化形成,有望成为新型抗动脉粥样硬化治疗药物.

背景:由于细菌对抗生素耐药性的发展,多重耐药菌感染的增加已成为现代医疗保健中的主要问题,研发新的抗菌替代药物材料具有重要意义.目的:合成一种CeO2纳米酶并进行一系列表征,研究其生物相容性以及对大肠杆菌的抗菌性能.方法:采用水热法合成CeO2纳米酶,通过X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶红外分析、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜等表征方法对其形貌、产物成分和化学组成进行分析,利用3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)显色实验对CeO2纳米酶的过氧化物模拟酶活性进行表征.使用CCK-8法评价不同质量浓度(10,25,50 μg/mL)CeO2纳米酶对小鼠成纤维细胞L929的毒性作用.使用平板计数法评价CeO2纳米酶在不同条件下对大肠杆菌的抗菌性能,使用活性氧检测试剂盒检测不同条件处理后的细菌内活性氧水平变化.结果与结论:①CeO2纳米酶的形貌为棒状,其中Ce3+占Ce3+和Ce4+总和的29.87%,平均晶粒尺寸为7.4 nm;在pH=5.5、含底物TMB的微酸性环境下,CeO2纳米酶和H2O2混合后表现出优异的过氧化物酶活性,但在pH=7.4的情况下未表现出过氧化物酶模拟活性.②不同质量浓度的CeO2纳米酶对小鼠成纤维细胞L929均无明显的细胞毒性.③在pH=5.5的微酸性环境中,单独存在CeO2纳米酶(10 μg/mL)时,大肠杆菌受到一定程度的抑制,CFU结果下降约0.5个log(P＜0.01);在含H2O2(50 μmol/L)的微酸性环境中,CeO2纳米酶对大肠杆菌表现出优异的抗菌效果,CFU结果下降约1.5个log(P＜0.001).当CeO2纳米酶单独存在时,大肠杆菌中活性氧水平升高(P＜0.05);当CeO2纳米酶与H2O2共同存在时,大肠杆菌中活性氧水平显著升高(P＜0.001).④结果表明,CeO2纳米酶具有良好的生物相容性与一定的抗菌能力,可在含低浓度H2O2的微酸性环境下表现出过氧化物酶活性,产生活性氧杀灭细菌,进而表现出更优异的抗菌效果.

氧化铈纳米颗粒(CeO2 NPS),因具有较强的自由基清除能力和抗氧化酶特性,已被证明可提高植物的耐盐性,但其对辣椒种子引发作用和机制尚不明确.为揭示CeO2 NPS种子引发处理辣椒对盐胁迫下的萌发及幼苗生长的影响,以辣椒品种(Capsicum annuum)茂蔬 360 为试验材料,设置了 7 个CeO2 NPS浓度(0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mmol·L-1),以未引发处理组为对照,研究不同浓度CeO2 NPS种子引发处理后对盐胁迫下辣椒种子萌发、幼苗生物量和生理生化指标的影响.结果表明:(1)0.5 mmol·L-1 CeO2 NPS种子引发处理后的种子,其可溶性蛋白质、脯氨酸含量和过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸(AsA)含量和 AsA/DHA比值显著提高,超氧阴离子(O2-)含量显著降低;盐胁迫下,该处理种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数最大.(2)0.4 mmol·L-1 CeO2 NPS种子引发处理的幼苗在盐胁迫下的鲜重、干重和根长最大,幼苗的可溶性蛋白质、AsA含量和AsA/DHA比值均显著提高.综上认为,CeO2NPS引发处理不仅可通过降低种子水势、促进贮藏物质代谢和提高抗氧化能力提高种子在盐胁迫下的发芽率,还可在苗期通过增强蛋白合成和抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)促进盐胁迫下幼苗的生长.

目的 探究纳米二氧化铈(CeO2 NPs)亚急性腹腔染毒对ICR小鼠体重、主要脏器以及血清氧化还原指标的影响.方法 将雄性ICR小鼠35 只随机分成5 组,每组7 只.设生理盐水对照组和不同浓度的CeO2 NPs(100、500、1000、5000 μg/kg)试验组.小鼠腹腔隔日注射CeO2 NPs,28 d后进行相关指标的检测.结果 与对照组相比,CeO2 NPs各剂量组小鼠体重增长差异不显著(P>0.05);5000 μg/kg剂量组肝系数、附睾系数与精子存活率与对照组相比差异极显著(P<0.01).5000 μg/kg剂量组肝和脾内可见纳米氧化铈沉积,部分肝中可见肉芽肿.100 μg/kg剂量组血清SOD和GSH-Px活力升高,MDA含量降低,体现出CeO2 NPs的抗氧化作用,随着注射剂量的升高,CeO2 NPs的氧化应激作用增强.结论 低剂量CeO2 NPs对机体较安全,并表现出一定的抗氧化作用,随着剂量增加,CeO2 NPs对机体的毒性也逐渐增强.

目的 探究具有丰富氧空位的四氧化三钴/氧化铈异质结构(Co304/CeO2 HSs)模拟酶的活性及其降低氧化应激对细胞的损伤.方法 在模拟生理条件下(37℃、pH 7.4),分别将Co3O4/CeO2 HSs和CeO2纳米片(CeO2 NFs)与过氧化氢(H2O2)溶液反应,观察其对H2O2的清除能力;在同等条件下,使用溶解氧仪和TMB检测H2O2的分解产物;研究Co3O4/CeO2 HSs对鼠源成纤维L929细胞的毒性,以及在氧化应激条件下对L929细胞的保护作用.结果 在模拟生理条件下,Co3O4/CeO2 HSs能够将H2O2分解为H2O和O2,这一催化分解能力高于单一的CeO2 NFs;此外,Co3O4/CeO2 HSs具有良好的L929细胞相容性,并能有效降低氧化应激对细胞的氧化损伤.结论 通过异质结构将两种协同作用的金属氧化物连接成的Co3O4/CeO2 HSs,具有更高的催化活性.研究结果为Co3O4/CeO2 HSs及其他具有异质结构的金属氧化物模拟酶在氧化应激方面的生物学应用提供了依据.

背景:皮肤创伤修复过程复杂且易受感染,易导致预后不良,是目前创面修复研究的难点与热点,并受到中医药及组织工程研究领域的广泛关注.目的:观察艾灸和还原氧化石墨烯/二氧化铈纳米复合材料修复感染性创面的效果.方法:①采用水热法合成质量比分别为2∶1、1∶1和1∶2的还原氧化石墨烯/二氧化铈纳米复合材料,所得复合材料分别记为G2C1、G1C1和G1C2,检测3种材料的光热性能、细胞毒性及抗菌性能.取艾条,设置3种施灸距离(3.0-3.5 cm,记为灸1;2.5-3.0 cm,记为灸2;2.0-2.5 cm,记为灸3)对人体皮肤表面施灸10 min,检测光热性能;检测3种距离区间下实施艾灸的抗菌性能.同时,检测不同质量浓度G1C1材料、艾灸(3种施灸距离)及灸2+G1C1材料的大鼠背部体表红外热成像.②取60只成年SD大鼠,建立金黄色葡萄球菌感染创面模型,48 h后随机分10组干预,每组6只:对照组(不进行任何处理)、莫匹罗星组、灸2+G1C1组、灸1组、灸2组、灸3组及60,80,100,120 μg/mL G1C1组(G1C1组给予808 nm近红外激光照射,10 min/次,每次治疗前在创面负载G1C1悬浮液;艾灸各组行原位悬起灸,干预时间10 min/次;灸2+ G1C1组每次治疗前在在创面负载80 μg/mL G1C1悬浮液,并用艾条行原位悬起灸,干预时间10 min/次),治疗频率2 d一次.干预7 d后,检测创面愈合情况、创面菌落计数及修复情况.结果与结论:①3种还原氧化石墨烯/二氧化铈纳米复合材料均具有良好的光热性能,复合材料质量浓度越高光热性能越好.灸2组施灸10 min温度能达到47.6℃,且不造成热损伤,更适合于动物实验.与NIH-3T3细胞共培养实验结果显示,60,80,100 μg/mL G1C1具有良好的生物相容性.与金黄色葡萄球菌悬浮液共培养实验结果显示,G2C1、G1C1和G1C2均具有良好的抗菌作用,其中G1C1组表现出优异的抗菌性能,当其质量浓度为80 μg/mL时抑菌率已达到100%.60-120 μg/mL G1C1可有效清除金黄色葡萄球菌生物膜,材料质量浓度越高清除效果越好;艾灸也可有效清除金黄色葡萄球菌生物膜,且施灸距离越近清除效果越好.②莫匹罗星组、灸2组、灸2+G1C1组及80,100 μg/mL G1C1组大鼠治疗第7天的创面面积相较于对照组明显减小,创面修复质量较好.莫匹罗星、G1C1、艾灸和灸2+G1C1均能有效清除创面细菌残留,且G1C1质量浓度越高细菌残留量越少,艾灸组施灸距离越近细菌残留量越少.其中80 μg/mL G1C1组和灸2组的创面修复效率以及细菌残留量非常接近,且二者创面修复效率均优于莫匹罗星组.除此之外还观察到材料与艾灸联合后对创面细菌的清除能力要优于单独使用.③结果显示,艾灸、还原氧化石墨烯/二氧化铈纳米复合材料及其结合具有良好的抗感染和促创面愈合效果.