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.

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.

氧化铈纳米粒子(cerium oxide nanoparticles,CeO2 NPs)具有纳米酶的活性,又因其独特的氧化还原的表面化学性质、高稳定性和生物相容性在肿瘤治疗中得到了广泛的利用.CeO2 纳米材料的类酶活性主要包括过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dis-mutase,SOD).一方面,CeO2 NPs的类SOD、CAT模拟酶的活性表现出抗氧化活性的作用,既可以保护正常细胞免受氧化应激的损害又可以改善肿瘤的缺氧微环境.另一方面,CeO2 纳米材料的类POD模拟酶的活性表现出氧化活性的作用,可以有效地杀伤肿瘤细胞.本篇对CeO2 NPs及其类酶活性在放疗、免疫治疗、光动力疗法(photodynamic therapy,PDT)、化学动力疗法(chemodynamic therapy,CDT)及其联合的化疗、靶向、饥饿治疗(starving therapy,ST)等这些疗法中的应用进行了具体阐述,并对CeO2 NPs在应用中可能面临的挑战、障碍并提出自己的见解,旨在为纳米材料在肿瘤方面的应用起到一定的推动作用.

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最显著[(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]含量方面的影响也最显著.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.

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最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.

为了研究纳米氧化铈(cerium oxide nanoparticles,CeO2NPs)对48 h睡眠剥夺小鼠生精能力的影响,并探讨其作用机制.将36只6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.CeO2NPs低、中、高剂量组分别以4 mg/kg、8mg/kg和16 mg/kg灌胃1mL的纳米氧化铈溶液,溶剂对照组和睡眠剥夺对照组灌胃等量溶剂,空白对照组灌胃等量蒸馏水,连续30 d.第31天,采用单平台水环境法进行48h睡眠剥夺.继之,测定小鼠每日精子生成量、睾丸组织内标志酶(G6PDH,LDH和ACP)及抗氧化指标(CAT,MDA和T-AOC).与溶剂对照组比较,48 h睡眠剥夺使小鼠睾丸每日精子生成量降低,睾丸标志酶G6PDH、ACP和LDH活力下调,睾丸组织CAT活力和T-AOC水平降低,小鼠睾丸MDA含量升高.与睡眠剥夺对照组比较,CeO2NPs低、中、高剂量组均改善了48h睡眠剥夺小鼠的每日精子生成量,其中中剂量组的改善更为明显,且在调节睡眠剥夺小鼠睾丸标志酶G6DPH、LDH和ACP活力、提高睾丸组织内CAT活力、T-AOC水平及降低MDA含量方面最为显著.纳米氧化铈可以改善睡眠剥夺雄性小鼠的生精能力,这可能与提高了睾丸组织的抗氧化能力,从而改善了氧化应激损伤并调节了能量消耗代谢有关.

虽然二氧化铈纳米颗粒(CeO2NPs)应用广泛,但其生物安全性尚存争议.该文主要探讨CeO2NPs暴露对大鼠卵巢功能的影响及其机制.H&E染色和免疫组织化学结果发现,CeO2NPs暴露未引起卵巢卵泡和黄体发生显著变化.ELISA检测显示,CeO2NPs暴露后大鼠血清雌孕激素水平显著增加(P＜0.05);激素合成关键酶的mRNA在CeO2NPs暴露组中显著增加(P＜0.05).免疫组织化学和Western blot结果显示,FSHR和LHR在CeO2NPs暴露组中的表达明显降低.进一步研究发现,炎症相关因子TNF-α、IL-6、IL-11在CeO2NPs暴露组中的表达较对照组显著增加,抗炎因子IL-10的蛋白表达量减少.此外,CeO2NPs暴露导致卵巢组织中Caspase3及cleaved-Caspase3蛋白表达水平上调,TUNEL染色阳性信号显著增加.研究结果提示,CeO2NPs可通过诱发炎症反应和细胞凋亡导致卵巢分泌功能紊乱.