碳点-普鲁士蓝纳米酶抗氧化应激延缓椎间盘退变 - 曹志鹏; 石宇; 李克; 林文正; 姜乐涛; 卜文振; 朱海; 杜建伟; 王辉辉; 陈昊 (中国组织工程研究, 2023)
R496%R318%R681.5; 背景:近年来研究发现氧化应激是椎间盘退变的重要激活机制,具有类酶活性的纳米颗粒在抗氧化应激等领域受到大量关注,但有关其在延缓椎间盘退变方面的探究较少.目的:构建碳点-普鲁士蓝复合纳米颗粒,通过体内外实验验证其清除过量活性氧、调控氧化应激延缓大鼠椎间盘退变的作用.方法:基于水热法,以聚乙烯亚胺为碳源,与柠檬酸、FeCl3·6H2O混合制备碳点,随后在其表面原位合成普鲁士蓝,构建碳点-普鲁士蓝复合纳米颗粒(记为CD-PBs).①体外实验:提取SD大鼠原代髓核细胞,培养至3代,然后分别加入H2O2溶液(对照组)、CD-PBs+H2O2溶液(实验组)共培养,以单独培养的细胞为空白对照,细胞被处理24 h后,利用荧光探针检测细胞内活性氧水平与线粒体膜电位,实时定量PCR分析细胞Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖、基质金属蛋白酶3、肿瘤坏死因子αmRNA表达.②体内实验:将30只SD大鼠随机分3组,空白对照组不做任何处理,对照组建立尾椎椎间盘退变模型,实验组将CD-PBs溶液注射至退变椎间盘间隙内,术后8周,病理切片观察椎间盘形态.结果 与结论:①体外实验:对照组细胞内活性氧水平高于空白对照组(P<0.05),实验组细胞内活性氧水平低于对照组(P<0.05).对照组细胞线粒体荧光强度低于空白对照组(P<0.05),实验组细胞线粒体荧光强度高于对照组(P<0.05).与空白对照组比较,对照组Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖mRNA表达量下降(P<0.05),基质金属蛋白酶3、肿瘤坏死因子αmRNA表达量升高(P<0.05);与对照组比较,实验组Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖mRNA表达量升高(P<0.05),基质金属蛋白酶3、肿瘤坏死因子αmRNA表达量下降(P<0.05).②体内实验:苏木精-伊红染色显示,对照组大鼠椎间盘间隙高度明显降低,纤维环排列紊乱,且髓核内结构破坏,细胞和基质大量丢失;实验组大鼠椎间盘椎间隙高度下降不明显,髓核部分丢失,纤维环结构稍显紊乱,较对照组有明显改善.③结果 表明:碳点-普鲁士蓝复合纳米颗粒可通过清除细胞内活性氧、抗氧化应激延缓椎间盘退变.