《量子點、C60富勒烯對學習記憶的影響及其機制的研究》是依託中國科學技術大學，由汪銘擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：量子點、C60富勒烯對學習記憶的影響及其機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：汪銘
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著納米科學的發展，納米材料在生物醫學領域的套用越來越廣，但當物質達到納米級時，其毒性明顯增強，並容易通過血腦屏障對腦組織造成破壞。量子點（QDs）由於發射光強、穩定性高，套用於胞內蛋白標記、活體細胞染色等。研究表明QDs具有細胞毒性，可通過氧化應激引起細胞死亡。我們的研究結果也表明急性QDs暴露影響培養海馬神經元的鈣穩態（Biomaterials, 第二作者）和鈉通道的電生理特性（EHP,參與），並能損傷海馬的突觸可塑性（Biomaterials，通訊作者），以上主要是針對未包被CdSe QDs研究結果。C60富勒烯套用前景非常廣闊，也是最早被認為有神經毒性的生物納米材料。因此本項目擬運用行為、電生理及細胞分子生物學技術系統研究不同的包被量子點和C60富勒烯急、慢性暴露對大鼠海馬學習記憶功能的影響及其機制。對這些納米材料進行安全性評價，從而為其進一步在生物醫學領域的套用提供理論指導。
結題摘要
量子點（QDs）由於發射光強、穩定性高，套用於胞內蛋白標記、活體細胞染色等。QDs具有細胞毒性，可通過氧化應激引起細胞死亡。C60富勒烯套用前景非常廣闊，也是最早被認為有神經毒性的生物納米材料。因此本項目研究包被量子點和C60富勒烯對大鼠海馬學習記憶功能的影響及其機制。研究結果表明慢性在體Streptavidin-CdSe/ZnS QDs (QD525)能夠通過血腦屏障，導致大鼠空間記憶能力的損傷和突觸可塑性損傷，並與氧化應激及細胞存活率下降有關（Journal of Nanoparticle Research , 2013, 15:1-12, IF=2.184）。另一方面，納米材料如量子點（QD）、納米金顆粒等，引起各種細胞發生自噬，然而納米材料誘導的自噬在突觸可塑性中的作用及其機制仍不清楚。我們的研究結果提示納米材料QD525誘導的神經元自噬介導了QD525引起的突觸可塑性的損傷（Biomaterials, 2013, 34:10172-10181, IF=8.557）。另外，我們揭示了低劑量的C60富勒烯納米晶體能夠穿透血腦屏障並內吞進入神經元，從而發揮有效促進大鼠空間學習與記憶，以及長時程增強（LTP）的功能。並進一步研究了C60提高大鼠學習記憶的機制，結果表明C60能特異性激活CaMKII，並將CaMKII 鎖定在構象打開的活化狀態，易化突觸後AMPA/NMDA電流，上調學習記憶相關蛋白ERK1/2和CREB的表達，從而發揮促學習與記憶功能（Biomaterials, 2014, 35, 9269-9279）上。在細胞水平我們發現富勒烯二十四羥基富勒醇對原代培養海馬神經元的生存活性有濃度依賴性作用。低濃度時，富勒醇能提高原代培養海馬神經元的生存活性並且能阻止鉛引起的細胞損傷；高濃度時，富勒醇能誘導凋亡，並且富勒醇誘導的凋亡與CASPASE-9通路相關；富勒醇對原代培養海馬神經元的濃度依賴性作用可能與神經元體內的氧化還原水平有關（Journal of International Nanomedicine, 2012, 7:3099-109）。對量子點進行安全性評價研究，可以為其進一步在生物醫學領域的套用提供理論指導,同時C60及其衍生物富勒醇的研究表明C60富勒烯及其衍生物可能作為潛在的促智藥物。
