摘要
研究背景： 牙周病是一种由菌斑始发，宿主调节的慢性炎症性疾病，最终造成牙齿松动，脱落。流行病学研究显示牙周病是第六大流行性疾病，全球约有11.2%的人患有严重的牙周病，因此对牙周炎的治疗及防护刻不容缓。目前认为其致病机制为致病微生物与牙周组织接触进而激活宿主免疫防御系统导致炎症因子的释放，最终造成牙周软硬组织的损伤。现有的牙周炎治疗方法旨在通过机械清创控制致病微生物的附着。然而，致病菌的附着仅被认为是牙周病发展的始动因素，一旦宿主免疫防御系统被激活，一系列的级联免疫应答很难得到控制，释放的各种破坏性炎症因子最终造成牙周组织损伤。因此，如何有效的调节宿主免疫应答是牙周炎治疗的关键。 巨噬细胞是免疫防御系统的第一道屏障，其在炎症的发生和发展过程中起着关键作用。根据不同的活化类型可将巨噬细胞分为经典型（M1型）和选择型（M2型）。经典型主要参与牙周炎的促炎应答，在宿主清除致病菌的过程中释放炎症因子，造成组织的炎症和损伤。然而，选择型巨噬细胞主要在抗炎与促进组织修复过程中起作用。研究表明，牙周炎的发生发展与增高的M1/M2型巨噬细胞比例密切相关，而降低M1/M2的比例在牙周炎的治疗过程中至关重要。因此，促进巨噬细胞由M1型转化为M2型是牙周病治疗的新靶点。 实验目的： 制备一种槲皮素(QU)与二氧化铈(CeO2)纳米粒子共价连接的复合纳米粒子(CeO2@QU)，并比较其与二氧化铈纳米粒子的抗炎效果以及对巨噬细胞分化作用的影响。 实验方法： 1.采用水热法合成八面体二氧化铈纳米粒子，并通过硅烷偶联剂（APTES）对其进行修饰从而负载槲皮素。 2.通过扫描电子显微镜（SEM），投射电子显微镜（TEM），ZETA电位，X射线射线衍射（XRD），傅里叶红外光谱分析（FTIR），X射线光电子能谱分析（XPS），紫外可见分光光度仪（UV-vis）以及核磁共振氢谱（NMR）对材料进行测定，。 3.通过CCK-8法及RTCA曲线测定了材料体外毒性。 4.体外实验中，通过测定ROS的产生检测CeO2@QU和CeO2的抗氧化活性。通过PCR实验测定在CeO2@QU和CeO2的作用下，促炎型细胞因子的表达如肿瘤坏死因子α(TNF-α),白介素6(IL-6)，白介素1β(IL-1β)及抗炎型细胞因子的表达如白介素10(IL-10)，转化生长因子β(TGF-β）和精氨酸1(Arg-1)，从而分析CeO2@QU在基因水平上的抗炎效果。流式细胞术，免疫荧光测定蛋白水平上复合纳米粒子对巨噬细胞分化的影响，并探究其对炎症通路NF-κB的作用效果从而测定抗炎特性。 5.体内实验中，通过苏木精伊红（Hamp;E）染色，马松（Masson）染色，免疫组织化学（IHC）染色测定CeO2@QU在体内相较于CeO2，槲皮素，以及二者混合物（CeO2+QU）对巨噬细胞分化的影响及其抗炎效果。 结果： 1.CeO2@QU平均直径为120nm,并具有良好的槲皮素负载率7.91%。 2.CeO2@QU具有良好的生物安全性，当药物浓度低于50μgmL-1时，不具有明显的细胞毒性。 3.在体外，CeO2@QU具有最佳的ROS清除效果与最佳的M1型巨噬细胞抑制效果。且能弥补CeO2在促进M2型巨噬细胞分化的不足，促进组织的抗炎修复。 4.体内实验证明，CeO2@QU相较与二氧化铈，槲皮素以及二者的混合物，具有更强的抗炎效果，能成功促进巨噬细胞由M1型分化为M2型（P＜0.05）。 结论： 本研究利用硅烷偶联剂APTES作为载体，将植物来源的抗氧化药物槲皮素与二氧化铈纳米粒子相连接，增强二氧化铈通过ROS清除作用而抑制M1型巨噬细胞极化效果的同时，利用槲皮素对M2型巨噬细胞的极化作用，双向调控免疫系统巨噬细胞，使其由M1型极化为M2型，从而有效治疗大鼠牙周炎，在加强牙周炎抗炎治疗效果的同时还有促进牙周组织再生及修复作用。这种生物安全性良好的新型纳米粒子能够具有其杰出的抗氧化效果及促进巨噬细胞由促炎型极化为抗炎表型，成为一种有前景的临床治疗牙周炎的新药物。
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