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在纳米颗粒产生神经毒性的过程中,神经炎症是一个起始事件。核转录因子κB(NF-κB)作为炎症反应的中心环节,它的活化可引起机体炎症反应的持续和放大,是纳米ZnO引起中枢神经系统毒性效应的重要通路。泛素化和去泛素化修饰在NF-κB信号通路的活化中发挥着重要的调控作用,具有双重酶活性的泛素羧基末端水解酶L1(UCH-L1)的调节作用更是研究的热点。我们的研究表明纳米ZnO具有中枢神经系统毒性,可引起小鼠脑内的炎症反应,激活NF-κB信号通路。泛素化和去泛素化修饰在NF-κB信号通路的活化中发挥着重要的调控作用,而UCH-L1在纳米ZnO的中枢神经系统毒性中起到了重要影响。1、纳米ZnO对人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y的毒性效应:建立纳米ZnO诱导DA神经元细胞损伤的实验体系,检测不同粒径ZnO颗粒、不同干预时间和剂量大小对DA神经元的毒性。实验表明50nm和100nm粒径的ZnO毒性强于微米级ZnO。在实验暴露时间内低剂量的ZnO-NPs对SH-SY5Y细胞不产生毒性作用,而当暴露剂量超过一定限值时即可造成SH-SY5Y细胞大量死亡。ZnO-NPs会引起SH-SY5Y细胞周期变化,导致细胞阻滞在G1期,使细胞有足够的时间修复损伤,重新进入细胞周期。若细胞不能自我修复,便会引发细胞凋亡。细胞坏死和凋亡在ZnO-NPs致神经元死亡过程中发挥着重要作用,且低剂量、短时间暴露时细胞凋亡发挥主导作用,而随着染毒时间的延长和染毒剂量的增加细胞坏死逐渐发挥主导作用。2、纳米ZnO暴露对UCH-L1表达的影响以及对NF-κB信号通路活化的影响:免疫印迹法检测发现纳米ZnO暴露24h可引起SH-SY5Y细胞中UCH-L1和IκBα蛋白表达量的显著降低,且成明显剂量效应关系。IκB是NF-κB信号通路抑制蛋白中的重要成员,主要调节NF-κB的激活及转录。IκBα蛋白表达量的降低表明纳米ZnO暴露可引起细胞中NF-κB信号通路的激活,从而导致细胞毒性。UCH-L1在纳米ZnO的神经毒性效应中确实发挥了作用,对NF-κB信号通路起到了调控作用。3、 UCH-L1对NF-κB信号通路活化的影响及调节机制研究:构建UCH-L1高表达和RNA干扰表达腺病毒载体,分别摸索高表达和RNA干扰表达载体的腺病毒滴度,荧光显微镜观察和流式细胞仪检测均显示腺病毒可成功感染SH-SY5Y细胞,感染率达97%以上,免疫印迹法检测显示该腺病毒载体可显著改变SH-SY5Y细胞中UCH-L1的表达水平。在相同纳米ZnO干预的情况下,高表达UCH-L1的SH-SY5Y细胞的存活率降低曲线更为平缓,LD50显著升高,ROS含量也有显著下降。高表达UCH-L1后,ZnO-NPs干预可导致SH-SY5Y细胞内IκBα略有升高。综合上述指标我们推测,UCH-L1可能是通过调节了内源性抑制因子IκB的泛素化或去泛素化修饰,进而导致了NF-κB通路的抑制解除,从而在细胞氧化损伤的过程中起到了一定的保护作用。