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目的:新型纳米材料作为载体广泛应用于构建药物传递系统研究.但与此同时,纳米载体本身对中枢神经系统是否具有潜在毒性及其毒理作用分子机制均尚不清楚.
方法:通过小鼠尾静脉注射脂质纳米粒载体,采用分子生物学技术结合转基因小鼠,着重考察基于自噬-溶酶体通路稳态平衡的脂质纳米粒载体神经毒性及其毒理分子机制.
结果:1)野生型小鼠尾静脉注射脂质纳米粒载体3h,24h,7d后，可引起大脑皮层AtgS(Autophagy protein 5)，P62(SQSTMI)，LC3(Microtubule-associatedprotein lA/1B-light chain 3)等自噬相关蛋白和cathepsin B,Lamp2(Lysosome-associated membrane protein 2)等溶酶体相关蛋白不同程度的上调;2)透射电镜显示小鼠皮层细胞内纳米粒聚集，并观察到包裹线粒体的自噬小体，表明脂质纳米粒可诱导小鼠脑内发生自噬现象;3)进一步通过Atg 5基因部分敲除的转基因小鼠AtgS+/-，考查炎症相关指标和血脑屏障紧密连接相关蛋白的表达变化.发现Atg 5部分敲除后，脂质纳米粒静脉注射使血脑屏障紧密连接蛋白claudin 5和caspase-1相比野生型小鼠更为上调，说明自噬-溶酶体稳态失衡会加剧纳米载体神经毒性;4)聚乙二醇(PEG)修饰脂质纳米粒，能够减轻脂质纳米粒诱导的脑内自噬溶酶体信号异常激活。
结论:脂质纳米粒静脉注射后在脑内诱导自噬病理生理现象发生，而Atg 5部分敲除介导自噬-溶酶体稳态失衡进一步加剧了脑部炎症及血脑屏障损伤;PEG修饰则可有效改善降低脂质纳米的神经毒性。本研究为纳米载体在脑内的神经毒性作用提供实验参考，为减少载药纳米系统神经毒性作用提供了改造和修饰的依据。