富勒醇对铅中毒引起的神经系统损伤的修复作用及其机制的研究

Lead, recognized as a type of exogenous environmental pollutants with neural toxicity, may affect brain functions such as learning and memory. And fullerenol can enter the body through the respiratory system, the digestive system and skins, then can impact on multiple systems including the nervous system. Our previous study showed that fullerenol could protect primary cultured hippocampal neurons from the damage of lead poisoning. However, the possible mechanism of repair function of fullerenol is still unclear. So electrophysiological techniques, confocal laser scanning microscopy and molecular biology techniques will be performed to analyze repair function of fullerenol, from synaptic transmission function and morphology. In this study, we will link nanotechnology and lead poisoning to the nervous system closely, providing not only a new means for the rehabilitation treatment of lead poisoning, but also a theoretical basis for biological safety assessment and applications of fullerenol.

金属铅是公认的具有神经毒性的外源性环境污染物，在脑内蓄积可能会影响学习记忆等脑高级功能。纳米材料富勒醇能通过呼吸系统、消化系统和皮肤进入体内，并对包括神经系统在内的多个系统产生影响。我们前期工作表明，富勒醇能保护原代培养海马神经元免受铅中毒的损伤作用。但是，关于富勒醇对铅毒性引起的大鼠神经系统损伤的修复作用及其可能机制，目前仍不清楚。本项目拟应用细胞电生理技术和激光共聚焦显微镜技术，结合细胞分子生物学技术，通过对铅暴露的急性细胞模型和慢性动物模型进行研究，并给予富勒醇进行干预，试图从海马突触传递功能和形态学等角度解释富勒醇如何影响学习记忆能力等脑高级神经活动，以及富勒醇如何修复铅中毒的损伤作用。此研究将纳米构建技术和铅中毒机制以及神经系统功能联系在一起，为临床铅中毒的康复治疗提供理论基础和新思路，为评估富勒醇的生物学应用和生物安全性提供理论参考。

铅是自然环境中一种普遍存在的污染物，能通过多种途径进入和影响神经系统。而富勒醇，作为富勒烯的一种水溶性衍生物，因为几个关键性质特别是其强效清除自由基的能力，而引起了人们的广泛关注。本项目研究内容是铅中毒是否会导致原代培养海马神经元损伤和Wistar大鼠学习记忆能力下降，纳米材料富勒醇能否修复这些损伤以及这种修复作用的可能机制是什么。通过行为学、电生理、形态学、分子生物学等方法，研究得出结果为：① 铅孵育能降低原代培养海马神经元的细胞活性。铅暴露能下调Wistar大鼠的海马通路突触可塑性及学习记忆能力。② 低浓度富勒醇能修复原代培养海马神经元的氧化损伤，高浓度富勒醇会诱导神经元凋亡。腹腔注射低剂量富勒醇能提高Wistar大鼠学习记忆能力，并部分修复铅暴露引起的学习记忆能力损伤。而且，这些修复作用可能与氧化还原水平的变化和神经元突触连接的结构性变化相关。本研究结论为铅中毒的临床康复治疗提供新思路，为评估富勒醇的生物学效应和生物安全性提供理论参考。