裴星瑤，李道穩(wěn)，湯樹生

（1.中國農業(yè)大學動物醫(yī)學院，北京 100193；2.天津農學院動物科學與動物醫(yī)學學院，天津市農業(yè)動物繁育與健康養(yǎng)殖重點實驗室，天津 300384）

近年來，納米技術已從工業(yè)機械領域轉化到醫(yī)藥技術、食品生產及養(yǎng)殖業(yè)等領域［1］。由于人們對納米材料，特別是金屬或金屬氧化物修飾納米粒子的大量投資，納米技術目前已蓬勃發(fā)展，并帶來了深刻的社會和經濟效益［2］。其中鋅（Zn）的金屬氧化物納米顆粒在化妝品、藥品和食品中的應用潛力被逐漸開發(fā)［3-5］。Zn是必需微量元素，人和動物體內有數(shù)百種功能酶含有Zn，因此氧化鋅納米粒子（zinc oxide nanoparticles，ZnO NP）常被用于營養(yǎng)目的，增強胃腸道的消化吸收功能［3］。此外，由于優(yōu)異的抗菌能力，ZnO NP已被添加到醫(yī)學材料和食品中［6］。然而，人類和動物通過各種途徑接觸納米顆粒而產生的健康風險正日益引起關注。除接觸范圍廣的特點，改造為納米材料之后，本體化合物的理化性質和生物反應也會被改變，如ZnO NP體積小，表面積大，與ZnO本體相比更具活性［7］。因此，作為具有納米材料獨特屬性的ZnO NP，是否區(qū)別于其原始形式，對生態(tài)系統(tǒng)和公眾健康有更大的威脅，這也是一個值得關注的問題。

近年來，隨著研究的逐步深入，人們對納米材料毒性的理解已擴展至中樞神經系統(tǒng)（central nervous system，CNS），CNS整合和接收身體各部位的信息并反過來協(xié)調和影響身體活動［8］。ZnO NP能與神經系統(tǒng)相互作用，引發(fā)神經毒性并介導腦組織損傷［9］。針對ZnO NP的安全評估雖證明了其對大腦的威脅，但其神經毒性作用機制并未得到廣泛和系統(tǒng)的認知。因此，本文對ZnO NP的神經侵襲特點和神經毒性機制進行了分析，以期更全面地掌握ZnO NP對CNS造成的危險，為其風險評估和使用監(jiān)管提供參考。

1 ZnO NP介導CNS中Zn聚積的主要途徑

ZnO NP的生物分布已得到評估，其可進入大腦，到達 CNS［9］；在大腦中的分布呈劑量-效應關系。雄性C57BL/6J小鼠分別以每只單次氣管灌注ZnO NP 3 μg（低劑量），6 μg（中劑量）和12 μg（高劑量），利用等離子體質譜對收集的大腦皮質組織進行檢測。結果發(fā)現(xiàn)，大腦皮質Zn水平以劑量依賴性方式上升，暴露后第3天，Zn濃度隨ZnO NP灌注濃度的增加，從＜600 μg·L-1逐漸上升到700 μg·L-1［9］。也有研究表明，神經系統(tǒng)對Zn2+敏感，ZnO NP轉化后可能以Zn2+或其他形式在大腦中產生毒性效應。Zn2+能從ZnO NP中釋放，擴散到包括腦在內的各個器官，而剩余的ZnO NP也能繼續(xù)不斷地促進Zn2+在大腦中積累［10］。目前，ZnO NP向CNS轉化的主要途徑包括血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）途徑［11］、感覺神經易位途徑［12］和微生物-腸道-大腦軸途徑［13］。

1.1 血腦屏障途徑

金屬氧化物納米材料可能通過被動擴散、抑制外排、受體介導的內吞和吸附轉胞吞等4種主要機制增加BBB內側的金屬元素［14］。ZnO NP也可通過BBB進入CNS［15］，且其介導的腦部炎癥可導致BBB的完整性和通透性改變，導致BBB內側Zn累積［16］。血中載脂蛋白B和載脂蛋白E可吸附ZnO NP，使其通過受體調節(jié)的胞吞方式被內皮細胞攝取，從而穿過BBB［9］。ig給予小鼠的ZnO NP可從腸道吸收至血液循環(huán)，通過破壞BBB誘導腦內5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）濃度升高［17］。Amara等［18］的代謝動力學研究結果表明，血中ZnO NP能穿過BBB并轉運到大腦，增加皮質和小腦中Zn2+水平。他們同時用雄性Wistar大鼠一次性iv給予ZnO NP混懸液的方法證實，ZnO NP給藥后，大鼠血漿和腦內Zn2+濃度均升高。

1.2 感覺神經易位途徑

早期研究報道，在鍍Zn鋼板焊接過程中吸入微米級ZnO顆粒會導致人大腦功能損傷，這可能與嗅覺神經對ZnO NP的輸運有關，目前這一發(fā)現(xiàn)得到驗證［19］。經鼻接觸空氣中的ZnO NP和經口食用的ZnO NP均可刺激相關感覺神經，包括嗅覺神經、三叉神經和味覺神經，從而沿神經通路輸運至大腦。有研究推測，吸入的ZnO NP可能通過嗅上皮后經三叉神經轉移到CNS，也可沿嗅神經軸突直接進入大腦［12，20］。以含相同物質的量的 Zn 的 ZnSO4為對照，4周齡雄性SD大鼠單劑量鼻內滴注ZnO NP 13 mg·kg-1，7 d后，ZnO NP發(fā)生溶解和轉化，以Zn2+的形式，通過嗅球-大腦轉運途徑使大腦中的Zn2+濃度增加。X射線吸收精細結構（X-ray absorption fine structure）儀器分析表明，ZnO NP和ZnSO4組大鼠在海馬區(qū)表現(xiàn)出類似的化學形態(tài)和分子效應，表明該生物學效應主要來源于ZnO NP釋放的Zn2+［10］。而味覺實驗發(fā)現(xiàn)，大鼠ZnO NP 50 mg·kg-1連續(xù)滴舌30 d后，可被味蕾吸收，通過味覺神經即鼓索神經和舌咽神經轉運到大腦。等離子體質譜檢測結果表明，Zn在小腦、腦干、大腦皮質和海馬區(qū)域均有蓄積。海馬區(qū)透射電鏡結果顯示，ZnO NP組和ZnSO4組有髓神經纖維均出現(xiàn)空泡樣結構［21］。有趣的是，舌滴處理組大鼠大腦的Zn含量顯著高于ig處理組［21］。

1.3 微生物-腸道-腦軸途徑

胃腸道是食品中ZnO NP的主要靶器官，而腸道在各種神經系統(tǒng)疾病的病理進程中扮演著重要角色［22-23］。腸道菌群易受食品添加劑、藥物和毒物的影響，通過微生物-腸道-腦軸調節(jié)神經功能。一旦腸道發(fā)生菌群失調，會刺激腸神經元興奮,興奮信號進一步傳導至CNS，從而與CNS定向通信［24］。首先，神經元連接通路使腸道損傷擴散至大腦；其次，腸神經系統(tǒng)存在CNS中的5-HT等常見神經遞質，腸道損傷易對學習、記憶和運動等神經功能產生影響［25］。數(shù)據表明，口服ZnO NP后，腸道神經特異性標志物Hu家族蛋白和Ⅲ型β微管蛋白（Ⅲβ-tubulin，TuJ1）均升高，表明腸內神經元被顯著激活。主坐標分析法（principal coordinate analysis）研究表明，ZnO NP通過改變放線菌和雙歧桿菌等腸道微生物群落組成誘導微生物-腸道-腦軸紊亂，引起幼小鼠海馬代謝物的改變和神經行為障礙［13］。4周齡小鼠連續(xù)30 d ig給予ZnO NP 26 mg·kg-1懸液，可引起腸道病理性改變，誘導腸神經元的異常興奮，激活小鼠腸道內5-HT的生物合成和轉運，通過腸-腦通信增加大腦內5-HT的水平［17］。因此，ZnO NP引發(fā)的腸道菌群紊亂可通過微生物-腸道-腦軸損害神經系統(tǒng)。

2 ZnO NP的納米特性對其神經毒性的影響

2.1 納米顆粒的特異性

納米顆粒與其母體顆粒相比，具有不同的理化性質，包括大小、形狀、比表面積和表面修飾等［7］。比表面積的增加使得ZnO NP相比于ZnO大顆粒具有高度反應性［26-27］。ZnO NP可能與生物系統(tǒng)中的蛋白質相互作用，形成納米顆粒-蛋白質冠，或通過靜電、疏水或氫鍵作用相互吸附［26］。因此，等量元素的氧化物納米顆粒、氧化物本體和相應鹽溶液的毒性效應具有明顯差異，氧化物納米顆粒（如ZnO NP）增加了氧化物本體（如ZnO化合物）的生物毒性，且與鹽溶液相比，毒性效應更顯著［28-30］。例如，無毒劑量的ZnO制成納米顆粒后，能通過細胞外調節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）和蛋白激酶 B（protein kinase B，Akt）信號通路誘導小鼠小膠質細胞凋亡［28］。擔尼魚（斑馬魚）胚胎期暴露于ZnO NP 1～100 mg·L-1所導致的異常比溶解的Zn2+嚴重，且ZnO NP導致了更嚴重的次級運動神經元軸突異常和背根神經節(jié)發(fā)育異常，持續(xù)多代影響擔尼魚的神經和血管系統(tǒng)發(fā)育［29］。星形膠質細胞暴露于ZnO NP時，活性氧（reactive oxygen species，ROS）生成和胱天蛋白酶活性的變化比ZnO本體更顯著。對比ZnO NP，ZnCl2和ZnO對星形膠質細胞神經毒性。結果表明，ZnO NP和ZnO本體導致的線粒體損傷較為嚴重，而ZnCl2未對線粒體膜電位產生明顯影響。而在細胞克隆形成實驗中，用高濃度（40和80 mg·L-1）作用時，ZnCl2和ZnO NP處理組的細胞總數(shù)明顯降低，而ZnO本體對細胞增殖作用無明顯影響。可確定ZnO NP對細胞的毒性作用更加明顯，且這種納米特異性毒性不依賴于其溶解和離子的釋放［30］。

2.2 ZnO NP的性質與其神經毒性的關系

納米ZnO的毒理學效應與其大小、形狀、表面積和分散性等理化性質有關［30］。因此，無論是出于安全使用還是實驗性暴露，納米ZnO的毒性大小都要考慮從物理化學表征的角度來解釋。直徑50和100 nm的納米ZnO對多巴胺能（dopaminergic，DA）神經元的毒性大于直徑1000 nm的納米ZnO，這可能由于小尺寸納米ZnO易穿透BBB或被細胞吸收，也可能由于比表面積和表面原子增加所致［31］。擔尼魚和SH-SY5Y細胞對ZnO NP、短納米棒（nanorod，NR）和長NR等不同形狀和大小的納米ZnO的反應程度不同。在低濃度范圍內，尺寸較小的ZnO NP和短ZnO NR比尺寸較大的長ZnO NR表現(xiàn)出稍高的毒性；而相對高濃度下，長ZnO NR的風險增加，如其與ZnO NP相比能夠同等水平地通過ROS誘導帕金森?。≒arkinson disease，PD）樣癥狀，包括運動缺陷、DA神經元丟失和α-突觸核蛋白的積累，這可能由于在高濃度情況下，小粒徑的ZnO NP易團聚所致［32］。對于不同模型，納米ZnO性狀與毒性的關系也未必一致［33］。ZnO NR對人肺上皮細胞的毒性大于ZnO NP，對HepG2細胞的損傷程度也高于ZnO NP［34-35］。相反，ZnO NP對Ana-1細胞的毒性比ZnO NR更大［36］。在3種富營養(yǎng)水體生物中，ZnO NP的LC50值低于ZnO NR［33］。而在海洋雙殼類動物體內ZnO NP則具有更強的促凋亡和促炎作用［37］。根據以上研究結果可知，不同理化性質的納米ZnO的風險比較還取決于不同的生物模型。只有風險評估時考慮其不同的表征特點，才能找到納米ZnO暴露的真正安全范圍。

3 ZnO NP的神經毒性作用

3.1 神經行為障礙

神經行為障礙包括感覺功能、運動功能和認知功能障礙。嚙齒動物行為學研究表明，ZnO NP能誘導神經行為障礙［25］。ZnO NP暴露（ip給予）8周后，通過損害突觸可塑性改變了4周齡Wistar大鼠的空間認知能力［38］。連續(xù)5dip給予ZnONP300mg·kg-1后，Swiss 小鼠腦內出現(xiàn) Zn2+積累和焦慮行為［39］。ZnO NP誘導神經行為障礙腦源性神經營養(yǎng)因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）和Discs大同源物4（recombinant discs，large homolog 4，DLG4）等相關標志物水平發(fā)生變化，如4周齡幼小鼠ig給予ZnO NP 26 mg·kg-1，連續(xù)30 d，Morris水迷宮和即野外曠場實驗實驗結果表明，幼小鼠出現(xiàn)了明顯的空間學習記憶障礙且運動功能受到抑制，可能與幼小鼠海馬組織的特異性神經行為相關基因BDNF和DLG4被上調有關［25］。連續(xù)3 d暴露于環(huán)境相關劑量（14.6 mg·kg-1）的ZnO NP后，小鼠在物體識別測試中出現(xiàn)認知障礙，該毒性與一氧化氮、硫代巴比妥酸反應物水平升高及乙酰膽堿酯酶（acetylcholinesterase，AChE）活性降低有關［40］。

3.2 腦組織損傷

研究表明，在未見神經行為障礙的條件下，ZnO NP對腦組織的損傷已存在［41-42］，如ZnO NP導致大鼠腦組織臟器系數(shù)下降和病理性結構損傷。在處理組中，舌灌注ZnO NP使大鼠海馬組織結構更為稀疏，皮質區(qū)和海馬區(qū)的尼氏體數(shù)量減少，核萎縮，表明該區(qū)域神經元受損。免疫組化結果顯示，皮質和海馬膠質纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein）陽性信號增加，膠質細胞從靜息態(tài)轉化為激活態(tài)［41］。雄性白化大鼠ig給予ZnO NP 5.6 mg·kg-1后，BBB損壞，小腦神經元變性、排列紊亂，浦肯野細胞和顆粒細胞出現(xiàn)病理性變化，尼氏體丟失，膠質增生。ZnO NP誘導的腦組織損傷與凋亡和炎癥相關蛋白水平相關，如腦組織中的凋亡標志物胱天蛋白酶-3蛋白水平在浦肯野細胞和顆粒細胞中顯著上調，P53和環(huán)氧化酶-2在小腦組織中的表達量顯著升高，白細胞介素（interleukin，IL）-1、IL-6和腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α的分泌也明顯增加。研究表明，這些變化與腦氧化應激有關，且姜黃素可通過抗氧化、抗凋亡和抗炎等作用緩解ZnO NP對小腦皮質的損害［42］。同樣，小鼠經氣管內給予ZnO NP（每只12 μg）后，HE染色可見，小鼠大腦皮質神經元細胞數(shù)量減少，導致細胞形態(tài)畸變、細胞核萎縮或斷裂，且這些病理變化改變可持續(xù) 7 d［9］。

4 ZnO NP誘導神經毒性的機制

4.1 誘導神經信號傳導障礙

ZnO NP能通過神經遞質變化和動作電位的失衡誘導神經傳導障礙。多組學分析表明［10］，ZnO NP滴鼻后增加大鼠海馬中乙酰膽堿（acetylcholine，Ach）的合成、上調Ach轉運蛋白，抑制AchE活性，從而增加Ach的釋放。ZnO NP抑制AchE活性可能是由于其釋放出的Zn2+與AchE二級結構相互作用或通過轉錄機制下調AchE的活性［10］。髓質神經元釋放的谷氨酸是產生呼吸驅動的興奮性遞質，ZnO NP可通過干擾谷氨酸代謝和抑制突觸后受體功能影響神經傳導。此外，ZnO NP可增加小鼠大腦皮質中5-HT遞質釋放含量，從而導致小鼠記憶障礙和運動缺失［25］。ZnO NP通過破壞神經傳導從而影響正常的呼吸驅動，在新生大鼠體外腦干-脊髓制備物的急性暴露實驗中，ZnO NP影響了呼吸節(jié)律相關神經元的功能，通過降低動作電位幅度和最大峰值影響生物電特性，從而導致神經網絡活動的抑制和呼吸節(jié)律的終止。該效應可能與Zn2+調節(jié)細胞和神經網絡的興奮性有關［43］。

4.2 誘導線粒體氧化應激損傷和能量耗竭

線粒體是活細胞能量中心，對哺乳動物維持大腦功能至關重要［44］。ZnO NP可通過聚集引起線粒體損傷，也可干擾呼吸鏈功能，誘導線粒體氧化應激損傷，導致細胞內三磷酸腺苷（adenosinetriphosphate，ATP）耗竭從而改變腦內能量代謝［45-47］。大鼠鼻滴ZnO NP導致糖酵解上調、三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化下調，腦內ATP水平降低，引起能量供應缺失，最終導致能量耗竭。在體外，ZnO NP可被大鼠C6膠質細胞吸收，并在暴露第3和6 h誘導氧化應激［48］。使用ZnO NP 6.6 mg·L-1作用于小膠質細胞10 h后，細胞內ROS累積增多，線粒體膜電位下降，ATP水平下降到對照組的50%［44］。用ZnO NP 5，20和40 mg·L-1處理星形膠質細胞6 h，ROS水平分別增加29%，38%和49%。另一觀點認為，線粒體功能損害后可能會出現(xiàn)一種細胞保護機制——線粒體自噬［49］。在線粒體自噬相關蛋白（PTEN induced putative kinase 1，PINK1）基因敲除的BV-2細胞模型中，ZnO NP 10 μg·mL-1誘導了明顯的線粒體損傷，同時PINK1招募parkin從細胞質向線粒體輸運，觸發(fā)線粒體自噬從而保護ZnO NP誘導的細胞毒性［50］。

4.3 誘導神經炎癥發(fā)生

與神經細胞線粒體損傷不同的是，神經炎癥在神經退行性疾病的發(fā)展中扮演更重要的角色。如阿爾茨海默病（Alzheimer disease）、PD和肌萎縮性側索硬化癥等［51］。ZnO NP可能通過促炎反應、小膠質細胞激活、ROS積累和神經元丟失而推動神經發(fā)育障礙和神經退行性疾病的進程［52］。ZnO NP釋放的Zn2+誘導氧化應激和核因子激活的B細胞的κ-輕鏈增強（nuclear factor-κ-gene binding，NF-κB）促炎信號級聯(lián)反應可抑制雞顱神經嵴細胞（cranial neural crest cells）的產生和遷移，限制了顱神經嵴的發(fā)育，導致雞胚胎顱面部缺陷［53］。大鼠ig給予ZnO NP 600 mg·kg-1后，血清TNF-α、IL-1β、IL-6、C-反應蛋白（C-reactive protein）、過氧化氫酶和谷胱甘肽的水平提高，大腦皮質中的促炎因子TNF-α、IL-1β和一氧化氮合酶2（nitric oxide synthase 2）均顯著上調［54］。qRT-PCR結果顯示，ZnO NP刺激BV2細胞分泌更多TNF-α和IL-1β，且在3和6 h達峰值，該炎癥反應受到NF-κB、ERK和P38蛋白激酶（P38 protein kinase，P38）的調控［41］。ZnO顆粒能激活SH-SY5Y細胞中NF-κB信號通路，降低泛素C端水解酶L1（ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase isozyme L1，UCH-L1）的表達。反之，UCH-L1基因過表達可去泛素化內源性抑制劑IκBα，阻滯NF-κB信號通路，減輕神經元損傷［31］。

4.4 誘導神經細胞凋亡

大鼠連續(xù)7 d暴露于ZnO NP（40和100 mg·kg-1），可導致大鼠腦組織細胞凋亡標志物胱天蛋白酶3表達增加，且伴隨明顯的DNA片段化［55］。用ZnO NP 15 μmol·L-1刺激SH-SY5Y細胞12和24 h后，Akt/胱天蛋白酶3/胱天蛋白酶7通路相關性凋亡損傷明顯增加。吖啶橙/溴化乙錠染色實驗（AO/EB）和凋亡檢測結果表明，ZnO NP可誘導大鼠星形膠質細胞凋亡。ZnO NP能誘導星形膠質細胞凋亡，且胱天蛋白酶3/7活性呈濃度依賴性增加，其中ZnO NP 80 mg·L-1誘導的胱天蛋白酶活性較對照組升高（71.9±3.8）%［56］。

4.5 誘導神經細胞鐵死亡

鐵死亡（ferroptosis）是鐵依賴的新型細胞死亡形式。鐵死亡的特征被定義為谷胱甘肽過氧化物酶 4（glutathione peroxidase 4，GPX4）的失活、鐵的上調和脂質過氧化物的積累［57-59］。據報道，納米顆粒通過導致小鼠異種移植腫瘤細胞的鐵死亡來抑制腫瘤的生長，這預示了納米顆粒與鐵死亡的關系［60-61］。近期，ZnO NP誘導鐵死亡也得到證實［62］。氣管內灌注ZnO NP小鼠大腦皮質神經元細胞發(fā)生了鐵死亡，其中鐵死亡調控因子GPX4和溶質載體家族7成員11（solute carrier family 7 member 11，SCL7A11）蛋白表達明顯下降；相反，鐵死亡誘發(fā)蛋白（voltage-dependent anion channels 3）的表達呈現(xiàn)上升趨勢。ZnO NP處理的神經元樣PC-12細胞出現(xiàn)鐵死亡表現(xiàn)，GPX4和SCL7A11蛋白表達水平呈濃度依賴性降低。應激活化蛋白激酶（stressactivated protein kinase，JNK）通路參與調控了ZnO NP誘導的PC-12細胞脂質過氧化和鐵死亡，JNK抑制劑SP600125可逆轉該過程。特異性鐵死亡抑制劑Fer-1能在體內和體外分別抑制ZnO NP誘導的神經元死亡，進一步驗證了ZnO NP誘導了鐵死亡的發(fā)生［9］。

4.6 誘導神經細胞焦亡

細胞焦亡（pyroptosis）是細胞的一種炎性死亡方式，特征是細胞內外刺激通過激活強烈的炎癥反應而導致細胞膜破裂和內容物的釋放［62］。ZnO和焦亡之間可能存在潛在關系。ZnO NP 80 mg·L-1可引起B(yǎng)V-2小膠質細胞存活率明顯下降，細胞內出現(xiàn)ROS積累和線粒體損傷。但事實上，在細胞死亡過程中，annexin Ⅴ/PI雙染法未檢測到ZnO NP導致的早期凋亡細胞（annexin Ⅴ+PI-細胞），同時Western印跡法未檢測到多聚ADP核酸聚合酶和胱天蛋白酶3剪切體的高表達，而晚期凋亡細胞和壞死細胞（Annexin Ⅴ+PI+）約占（68.2±6.7）%，表明ZnO NP可能誘導了細胞質膜損傷相關的非凋亡模式的細胞死亡，包括壞死和細胞焦亡［63］。神經系統(tǒng)研究雖然無直接證據，但在早期實驗中，用ZnO NP 10和20 mg·L-1刺激體外培養(yǎng)的人肺泡Ⅱ型上皮細胞A549，發(fā)現(xiàn)染毒組上清液中乳酸脫氫酶和IL-1β釋放增加，胞內胱天蛋白酶1蛋白表達也被上調，最終引發(fā)了細胞炎性死亡［64］。

5 ZnO NP誘導神經退行性疾病的風險

神經退行性疾病逐漸成為帶來沉重社會負擔的重大問題，其中納米二氧化鈦已被證明對PD的發(fā)展具有顯著風險，可誘導行為缺陷、神經元死亡、多巴胺丟失及路易體聚集［65-66］。近年來，ZnO NP通過誘導Tau蛋白聚集從而促進神經退行性疾病發(fā)生的潛在危害也被揭露，如ZnO NP可引發(fā)SH-SY5Y細胞Tau蛋白聚集和蛋白水解片段的出現(xiàn)［32］。Chuang等［67］研究表明，ZnO NP在神經退行性疾病中扮演的角色取決于其濃度或性狀。低水平ZnO NP具有神經保護作用，抑制蛋白氧化，激活細胞自噬，抑制Tau蛋白聚集。高濃度ZnO NP則導致自噬失活，促進腦內Tau蛋白聚集的形成。他們將7周齡雄性SD大鼠暴露于ZnO NP 10 mg·kg-1后，海馬組織中小膠質細胞被激活，小腦和海馬中Tau蛋白表達增加。正常情況下，健康大腦中的Tau蛋白積累可被自噬等降解機制清除。然而，高濃度ZnO NP染毒未誘導海馬中自噬標志物的顯著變化，這與以前ZnO NP介導細胞自噬的結果［67］相反，說明高濃度ZnO NP使大腦中的細胞自噬缺失，因此無法完成對Tau蛋白的降解，進一步促進Tau蛋白堆積。

6 結語

ZnO NP通過增加腦組織中Zn2+水平誘導神經毒性，主要途徑有BBB途徑、感覺神經易位途徑和微生物-腸-腦軸途徑。ZnO NP誘導的神經毒性具有納米顆粒特殊性，且與其理化性質相關。ZnO NP可導致明顯的腦組織損傷，引發(fā)動物神經性行為障礙。通過分析ZnO NP神經毒性機制的研究進展發(fā)現(xiàn)，ZnO NP靶向CNS，會導致信號傳導障礙、氧化應激、神經炎癥、細胞凋亡、鐵死亡和焦亡，最終促進神經退行性疾病的發(fā)生。這些毒性效應可能涉及多種信號轉導通路，包括NF-κB通路、MAPK通路、BDNF通路、PINK1通路和胱天蛋白酶3通路。然而，現(xiàn)有研究無法完全掌握ZnO NP在神經系統(tǒng)中的轉化過程和存在形式，造成的神經細胞死亡包括細胞焦亡和鐵死亡的研究還較少，大多研究集中在神經元上，而對神經膠質細胞的探究還不夠。因此，還需進一步闡明ZnO NP誘導神經毒性的相關分子機制。更重要的是，ZnO NP與其他包括腦缺血、腦損傷、亨廷頓病、肌萎縮性側索硬化在內的神經疾病的關系也需要進一步探討，如何合理生產、控制用量和加大監(jiān)管力度從而避免ZnO NP的潛在風險，也將是未來的研究重點。