摘要目的:探究银纳米线(silvernanowires,AgNWs)和光敏剂二氢卟吩e6(Chlorine6,Ce6)联合使用对烟曲霉菌(Aspergillusfumigatus,A.fumigatus)性角膜炎的治疗作用。<br> 方法:1.将Ce6的羧基与高分子聚合物聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)支链上的氨基连接形成共价键,将得到的PAM-Ce6对AgNWs进行包载,最终制备得到AgNWs-PAM-Ce6纳米材料。采用透射电子显微镜(TransmissionElectronMicroscope,TEM)对AgNWs-PAM-Ce6进行表征检测。通过1,3-二苯基异苯并呋喃(1,3-Diphenylisobenzofuran,DPBF)荧光染色实验检测AgNWs-PAM-Ce6产生活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)的能力。2.通过最小抑菌浓度(minimalinhibitconcentration,MIC)实验确定AgNWs-PAM-Ce6能够抑制烟曲霉菌菌丝生长的最低浓度,通过比较浓度为MIC90的AgNWs-PAM-Ce6和AgNWs对烟曲霉菌孢子、菌丝和生物膜生长的抑制作用进一步验证AgNWs-PAM-Ce6的抑菌能力。3.通过扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope,SEM)、碘化丙啶(propidiumiodine,PI)染色实验和黏附实验验证AgNWs-PAM-Ce6对烟曲霉菌菌丝形态、菌丝细胞膜和分生孢子黏附能力的影响,进一步探究AgNWs-PAM-Ce6抑制烟曲霉菌的作用机制。4.通过CCK-8实验和小鼠角膜Draize试验检测AgNWs-PAM-Ce6对永生化人角膜上皮细胞(HumanCornealEpithelialCells,HCECs)和小鼠RAW264.7细胞的细胞毒性以及小鼠眼表毒性。5.建立烟曲霉菌感染的C57BL/6小鼠角膜炎动物模型,给予AgNWs-PAM-Ce6每日4次局部点眼治疗。在治疗第3天和5天,通过裂隙灯对感染后小鼠角膜进行拍照和临床评分,评估其对小鼠真菌性角膜炎的治疗效果;进一步通过菌落计数实验和苏木精-伊红(Hematoxylin-Eosin,HE)染色实验观察小鼠角膜中真菌负荷和中性粒细胞的浸润;6.细胞实验和动物实验均根据处理方式设置为四组:空白对照组、AgNWs-PAM-Ce6处理组、单纯烟曲霉菌感染组以及经烟曲霉菌感染后的AgNWs-PAM-Ce6处理组。将经烟曲霉菌感染的HCECs、RAW264.7细胞以及小鼠角膜分别用PBS和AgNWs-PAM-Ce6进行处理。使用PCR技术检测细胞中炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA的表达情况,使用ELISA技术检测小鼠角膜中炎症因子IL-1β和TNF-α的蛋白表达量。<br> 结果:1.制备得到AgNWs-PAM-Ce6纳米材料。TEM结果显示PAM-Ce6可以均匀包覆在AgNWs表面。DPBF荧光染色结果显示,与单独使用Ce6相比,AgNWs-PAM-Ce6产生ROS的效率更高。2.通过MIC实验发现,AgNWs-PAM-Ce6浓度为10μg/ml时开始抑制烟曲霉菌的生长,当浓度达到160μg/ml时对烟曲霉菌的抑制作用能够达到90%;AgNWs-PAM-Ce6对烟曲霉菌孢子、菌丝和生物膜的抑制作用显著高于相同浓度的AgNWs。3.SEM、PI染色实验和黏附实验的结果显示,浓度为160μg/ml的AgNWs-PAM-Ce6能明显改变烟曲霉菌菌丝形态,增加烟曲霉菌细胞膜的通透性,降低烟曲霉菌分生孢子的细胞黏附能力。4.CCK-8实验结果显示,AgNWs-PAM-Ce6在浓度640μg/ml以内对HCECs和RAW264.7细胞的活性均无明显影响。体内小鼠角膜Draize实验结果显示,浓度为160μg/ml的AgNWs-PAM-Ce6未对小鼠角膜产生损伤。5.临床评分结果表明,经AgNWs-PAM-Ce6处理的感染烟曲霉菌小鼠角膜的炎症程度较PBS处理组的炎症程度减弱,临床评分显著低于PBS处理组;平板计数实验结果表明,经160μg/ml的AgNWs-PAM-Ce6处理的感染后第5天小鼠角膜中真菌负荷明显降低;HE染色结果显示经AgNWs-PAM-Ce6处理后的小鼠角膜炎细胞浸润减轻。6.使用AgNWs-PAM-Ce6处理经烟曲霉菌菌丝刺激的HCECs和RAW264.7细胞,细胞中炎症因子IL-1β、IL-6以及TNF-α的mRNA表达水平显著低于单纯烟曲霉菌感染组。经烟曲霉菌感染的小鼠角膜使用AgNWs-PAM-Ce6处理第3天,小鼠角膜中炎症因子IL-1β和TNF-α的蛋白生成量显著低于单纯烟曲霉菌感染组。<br> 结论:AgNWs-PAM-Ce6作为纳米级别的抗菌材料,其对烟曲霉菌的抑制作用显著高于单独使用AgNWs。AgNWs-PAM-Ce6通过产生大量ROS、改变烟曲霉菌的菌丝形态、破坏菌丝细胞膜以及降低烟曲霉菌的细胞黏附能力等发挥抗菌作用。AgNWs-PAM-Ce6通过降低小鼠角膜中的真菌负荷,抑制小鼠角膜内中性粒细胞的募集以及抑制炎症因子IL-1β和TNF-α的基因表达在小鼠烟曲霉菌性角膜炎中发挥抗炎作用。这些结果不仅提示AgNWs-PAM-Ce6在抗真菌领域具有应用潜力,也为未来开发新型抗真菌药物提供了重要的科学依据。综上所述,AgNWs-PAM-Ce6的研究为我们提供了一种新的治疗真菌性角膜炎的策略。
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