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碳纳米管(CNTs)作为神经(干)细胞生长分化的支架或基底用于神经修复，构建人造智能；CNTs作为载药工具透过血脑屏障(BBB)治疗脑肿瘤及神经退行性病变也有良好的发展前景。碳纳米管得到广泛应用的同时，通过血液循环或鼻嗅神经或直接接触脑的可能性越来越大，CNTs其潜在的神经毒性效应得到关注。影响CNTs生物效应的材料性质很多，存在结论、机制不一和矛盾之处。本课题研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)中Fe杂质和CNTs不同长度对神经元急性和较长期效应的影响，以探讨不同性质CNTs对神经细胞的效应，为CNTs的潜在神经毒性和在神经领域中的应用提供基础参考。实验选取两组相互对比的MWCNTs材料：高纯(low)和低纯(high)与修饰-COOH的短(short)和长(long)MWCNTs。施加CNTs后观察对PC12这一常用的神经细胞模型的效应。采用普通光学显微镜和透射电镜观察孵育CNTs48h后部分CNTs进入胞浆，最终在胞核周围。high较low组细胞结构变化明显，大小空泡内见成团的或膜状折叠的CNTs，细胞器出现一定程度的变化；long较short组溶酶体多，细胞器基本正常；short进入细胞较快，5d时已部分排出而long进入细胞较慢。CCK与dead/live检测表明high孵育3d时显著抑制细胞活力，low均无明显影响；short与long与对照相比无明显差异。不同MWCNTs进入细胞后致骨架不同变化(强度和形状改变)。共聚焦显微镜和流式细胞检测到high组可随浓度和孵育时间的延长加大活性氧产生。施加NGF诱导神经细胞分化7d后，low组对分化计量各指标无明显影响，high组显著抑制神经元突触形成；short较long组对神经突起数量和突触则明显促进。short组中分化特异骨架蛋白Tujl在突起中表达明显增强并且提高TH(多巴胺合成酶)表达，明显促进分化为DA能神经元；long和high组分化为此神经元的能力较弱。上述结果部分表现为剂量效应。本研究表明含Fe杂质MWCNTs负面影响了PC12细胞的活力、形态、骨架结构和分化能力，与其促进自由基的产生有关；经过修饰的较短的MWCNTs对PC12细胞有良好的正向作用和快速的代谢能力，有可能在治疗神经退行性疾病中发挥一定的作用。