纳米氧化铈对48小时睡眠剥夺雄性小鼠认知功能的影响

目的研究纳米氧化铈(cerium oxide nanoparticles,CeO_2NPs)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,CeO_2NPs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,CeO_2NPs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,CeO_2NPs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。