摘要背景:氧化应激在椎间盘退行性变中扮演了重要的角色,黑磷量子点作为具有良好生物相容性的还原性材料,具有抗氧化应激并延缓椎间盘退变的潜力.目的:通过体内外实验验证黑磷量子点清除椎间盘微环境内活性氧的作用,并进一步探究黑磷量子点对抗氧化通路Nrf2/ARE与椎间盘炎症的作用.方法:采用超声液相剥离法制备黑磷量子点.①体外实验:分离提取SD大鼠髓核细胞,将第2-4代髓核细胞分别与不同的溶液共培养,分别为F12-DMEM培养基(空白组)、黑磷量子点溶液、过氧化氢溶液、过氧化氢+黑磷量子点溶液、过氧化氢+黑磷量子点+Nrf2特异性抑制剂ML385溶液,分别进行细胞活/死染色及细胞内活性氧、线粒体膜电位及Western Blot检测;②体内实验:将30只SD大鼠随机分为假手术组、穿刺组、穿刺+黑磷组,每组10只,穿刺组与穿刺+黑磷组采用椎间盘穿刺法建立Co7-10椎间盘退变模型,穿刺+黑磷组穿刺后向椎间盘注射黑磷量子点分散液,术后4,8周进行椎间盘组织影像学与组织学染色评估.结果与结论:①体外实验:活/死染色显示,黑磷量子点生物相容性好,对细胞无毒性作用,且在氧化应激条件下对髓核细胞具有保护作用.细胞内活性氧及JC-1荧光探针显示,黑磷量子点可调控氧化应激导致的髓核细胞线粒体膜电位降低,并保护细胞免受过氧化氢诱导的细胞内氧化应激.Western Blot检测显示,与空白组比较,过氧化氢组Nrf2、血红素加氧酶1、醌氧化还原酶、Ⅱ型胶原的蛋白表达降低(P<0.05),肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、基质金属蛋白酶13、p65的蛋白表达升高(P<0.05);黑磷量子点的加入可逆转过氧化氢对Nrf2通路的抑制作用,减轻氧化应激造成的炎症反应,但Nrf2特异性抑制剂可取消这一作用.②体内实验:X射线片与MRI检测显示,术后4,8周,穿刺组椎间盘高度与髓核含水量低于假手术组(P<0.05),穿刺+黑磷组椎间盘高度与髓核含水量高于穿刺组(P<0.05).组织学染色显示,穿刺+黑磷组椎间盘退变程度轻于穿刺组,血红素加氧酶1蛋白表达量高于穿刺+黑磷组.③结果表明:黑磷量子点可通过调控Nrf2/ARE通路发挥抗氧化作用,并延缓椎间盘退变.