氧化铝纳米颗粒通过氧化应激-淀粉样通路-BDNF抑制三联机制诱发大鼠神经退行性病变

本研究揭示了Al2O3NPs通过氧化应激（MDA升高/Nrf2-Keap1抑制）、激活淀粉样通路（APP/BACE1上调）、抑制神经营养因子（BDNF）三重机制导致神经退行性病变。实验采用多剂量（15-60 mg/kg）腹腔注射SD大鼠60天，通过ICP-MS（脑铝蓄积116倍）、TEM（轴突变性）、免疫组化（caspase-3↑/BCL2↓）等多元方法，首次系统阐明该纳米颗粒的神经毒性级联反应，为纳米材料安全评估提供关键证据。

　　

Highlight

Al₂O₃NPs通过多机制协同作用诱发神经毒性：剂量依赖性贫血（Hb↓30%）、钙/铁代谢紊乱、氧化应激风暴（MDA↑4.2倍）、多巴胺/乙酰胆碱同步耗竭，并首次证实脑组织铝蓄积量暴增116倍与淀粉样斑块形成正相关。

Ethical approval

实验遵循埃及Damanhour大学动物伦理委员会标准（批号DMU/VetMed-2025/031），严格实行3R原则，所有啮齿类住所用IVC独立通风笼具，痛苦度控制在OECD指南允许范围内。

Hematological alterations

高剂量组（60 mg/kg）出现灾难性血液学改变：血红蛋白（8.63±0.29 g/dL vs 对照14.15±0.61）和红细胞计数（3.44±0.39×10⁶/mm³ vs 对照8.32±0.72）断崖式下跌，提示纳米颗粒引发铁代谢障碍性贫血。

Discussion

该研究构建了Al₂O₃NPs神经毒性的"死亡三角"模型：①氧化应激打破Nrf2/Keap1平衡；②APP经β-分泌酶（BACE1）裂解加速Aβ_1-42生成；③BDNF营养支持系统崩溃。电镜观察到轴突"电缆断裂"样病变和髓鞘"脱外套"现象，为纳米材料神经危害评估树立新标准。

Conclusion

研究警示：日常剂量的Al₂O₃NPs即可穿透血脑屏障，通过激活"氧化应激-淀粉样风暴-突触衰竭"级联反应，模拟阿尔茨海默病样病理改变。这为制定纳米材料神经毒性阈值提供关键数据。