纳米氧化钛对大鼠神经胶质细胞的毒性作用

摘要

目的 研究纳米氧化钛(nano-TiO2)对大鼠神经胶质细胞的毒性作用.方法 ①体外实验:制备3种粒径10,20和200 nm的nano-TiO2颗粒悬液,分别以6.25,12.5,25,50和100 mg·L-1对大鼠星形胶质细胞进行72 h染毒培养,应用磺基罗丹明B法检测nano-TiO2对星形胶质细胞存活率的影响.②体内实验:Wistar大鼠气管内分别注入上述3种粒径的nano-TiO2悬液,每种粒径设0.1,1.0和10.0 mg·kg-1 3个剂量组,每组3只,72 h后分别用电感耦合等离子质谱和放射免疫法检测大鼠脑组织中nano-TiO2的含量和白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和IL-10水平的变化,并通过光学显微镜和透射电镜观察nano-TiO2对大鼠神经胶质细胞形态的影响.结果 ①体外实验发现,nano-TiO2对大鼠星形胶质细胞存活率的抑制作用具有明显的浓度-效应关系,3种粒径10,20和200 nm的nano-TiO2与胶质细胞培养72 h,其半数抑制浓度分别为55.9,66.0和3827.0 mg·L-1;细胞形态亦发生明显变化,细胞排列稀疏,间隙增大,胞内颗粒物增多,细胞透明度下降.②体内实验发现,粒径10和20 nm的nano-TiO2 0.1 mg·kg-1及粒径200 nm的nano-TiO2 0.1, 1.0和10.0 mg·kg-1组,大鼠脑组织中的nano-TiO2,IL-1β,TNF-α及IL-10浓度与对照组比较无明显变化;粒径10和20 nm的nano-TiO2 1.0及10.0 mg·kg-1组大鼠脑组织中nano-TiO2,IL-1β,TNF-α及IL-10浓度随nano-TiO2剂量的增加而增加;病理学观察结果表明,nano-TiO2破坏大鼠血脑屏障,造成脑组织坏死,并进入神经胶质细胞内,引起炎症反应和细胞水肿.结论 Nano-TiO2对大鼠神经胶质细胞具有细胞毒性作用,其作用强度与粒径大小有关,其作用机制可能与诱导炎症反应有关.