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目的研究纳米氧化铈（cerium oxide nanoparticles,CeO2NPs）对48 h睡眠剥夺小鼠认知功能的影响,并探讨其作用机制。方法将36只4周龄雄性健康清洁级ICR小鼠分为6组:空白对照组,溶剂对照组,睡眠剥夺对照组,CeO2NPs低、中、高剂量组。空白对照组灌胃1 mL蒸馏水,溶剂对照组和睡眠剥夺对照组灌胃1 mL 1%羧甲基纤维素钠溶液,CeO2NPs低、中、高剂量组分别灌胃1 mL 4、8和16 mg/kg的纳米氧化铈溶液,连续30天。第31天,采用单平台水环境法进行48 h睡眠剥夺。继之,利用Y-型迷宫试验确定各组小鼠的认知能力,同时测定小鼠大脑过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量、总抗氧化能力（T-AOC）水平及一氧化氮（NO）和谷氨酸（Glu）含量。结果与溶剂对照组比较,48 h睡眠剥夺小鼠的认知能力[（36±2）次vs.（20±2）次,P=0.0006;10.753%±0.031%vs.24.927%±0.972%,P=0.00000045]、大脑CAT酶活性[（78.151±17.683）nmol/mg prot vs.（198.155±14.437）nmol/mg prot,P=0.0008]、T-AOC水平[（103.630±24.209）U/mg prot vs.（264.599±50.223）U/mg prot,P=0.007]降低,大脑MDA含量[（9.499±1.249）nmol/mg prot vs.（6.157±0.373）nmol/mg prot,P=0.0113]、NO水平[（11.608±1.281）μmol/mg prot vs.（3.628±1.064）μmol/mg prot,P=0.001]和Glu含量[（4.731±0.131）μg/mg prot vs.（4.476±0.126）μg/mg prot,P=0.03]增加。与睡眠剥夺对照组比较,CeO2NPs低、中、高剂量组48 h睡眠剥夺小鼠的认知能力均有所改善,其中中剂量组小鼠的认知能力改善最显著[（27±2）次vs.（36±2）次,P=0.005;18.743%±0.245%vs.10.753%±0.031%,P=0.0000006],同时在提高大脑CAT活性[（238.065±19.393）nmol/mg prot vs.（78.151±17.683）nmol/mg prot,P=0.00045]、T-AOC水平[（210.516±11.339）U/mg prot vs.（103.630±24.209）U/mg prot,P=0.002],降低大脑MDA[（6.528±1.162）nmol/mg prot vs.（9.499±1.249）nmol/mg prot,P=0.039]、NO[（5.651±0.239）μmol/mg prot vs.（11.608±1.281）μmol/mg prot,P=0.001]和Glu[（4.358±0.016）μg/mg prot vs.（4.731±0.131）μg/mg prot,P=0.008]含量方面的影响也最显著。结论纳米氧化铈可以改善睡眠剥夺雄性小鼠的认知能力,这可能与其提高了大脑抗氧化能力,降低了自由基对脑部神经的损伤,调节了大脑的神经递质有关。