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纳米二氧化钛（Nano-TiO2）已广泛用于食品、药品、化妆品等日常用品中。在过去的十年中,全球已经生产了近600万吨的Nano-TiO2。研究表明,Nano-TiO2对肺、肝、肾脏、心脏、生殖器官,尤其是神经系统有不同程度的毒性。Nano-TiO2可以通过血脑屏障（Blood Brain Barrier,BBB）或嗅球进入中枢神经系统（Central Nervous System CNS）,最终导致暴露动物的脑部损伤。本研究通过体外实验,初步探索Nano-TiO2对小胶质细胞（BV2 cells）炎症因子分泌的影响以及对BV2细胞中Notch和TGF-β/Smad信号通路的影响,并且进一步研究Notch和TGF-β/Smad细胞信号通路在BV2细胞中的交互作用,为Nano-TiO2的安全性评价及其可能的作用机制提供理论依据。本文共分为三部分:第一部分Nano-TiO2表征研究目的:对Nano-TiO2进行表征分析,确定纳米Nano-TiO2的水合粒径尺度、Zeta电位及多分散系数。研究方法:应用透射电子显微镜（transmission electron microscope,TEM）观察Nano-TiO2的形貌;使用马尔文粒径分析仪测量Nano-TiO2的平均水合粒径、Zeta电位及多分散系数。研究结果:TEM观察结果显示Nano-TiO2呈圆形,分散较均匀,部分颗粒有团聚现象。马尔文粒径分析仪测定结果显示Nano-TiO2的平均水合粒径为76.08±9.31 nm,Zeta电位是-16.01±1.57 m V,多分散系数PDI为0.29±0.027。第二部分Nano-TiO2对BV2细胞炎症因子分泌的影响研究目的:探讨Nano-TiO2对BV2细胞存活率、乳酸脱氢酶释放和炎症因子分泌水平的影响。研究方法:1.不同浓度Nano-TiO2（15.0、20.0、30.0、40.0、50μg/m L）处理BV2细胞24 h,噻唑蓝比色（MTT）法测定细胞存活率。2.不同浓度Nano-TiO2（15.0、20.0、30.0、40.0μg/m L）处理BV2细胞24 h,用比色法检测细胞培养上清中乳酸脱氢酶（Lactic Dehydrogenase,LDH）水平。3.不同浓度Nano-TiO2（15.0、20.0、30.0、40.0μg/m L）处理BV2细胞24 h,采用ELISA法检测细胞培养上清中肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α）、白细胞介素-1β（Interleukin-1β,IL-1β）和白细胞介素-6（Interleukin-6,IL-6）的分泌水平。研究结果:1.经不同浓度Nano-TiO2（15.0、20.0、30.0、40.0、50μg/m L）处理,BV2细胞存活率随Nano-TiO2染毒浓度的增加而降低,且染毒浓度为40.0、50.0μg/m L时,与对照组相比细胞存活率差异具有统计学意义（r=-0.745,P＜0.05）。2.与对照组相比,Nano-TiO2处理组（15.0、20.0、30.0、40.0μg/m L）细胞培养液上清中LDH活性随Nano-TiO2浓度增加而增加,且在20.0、30.0、40.0μg/m L时差异有统计学意义（r=0.960,P＜0.05）。3.与对照组相比,Nano-TiO2处理组（15.0、20.0、30.0、40.0μg/m L）TNF-α、IL-1β、IL-6分泌水平增加,且在20.0、30.0、40.0μg/m L时差异均具有统计学意义且呈剂量-效应关系。(r TNF-α=0.901,P＜0.05,r IL-1β=0.959,P＜0.05;r IL6=0.958,P＜0.05)。第三部分Nano-TiO2对Notch和TGF-β/Smad信号通路的影响及其在BV2细胞中的交互作用研究目的:探讨Nano-TiO2对BV2细胞Notch和TGF-β/Smad信号通路的影响,分析Nano-TiO2诱导BV2细胞炎症反应的相关机制。在此基础上进一步探究Notch和TGF-β/Smad信号通路的交互作用。研究方法:1.不同浓度Nano-TiO2（15.0、20.0、30.0、40.0μg/m L）处理BV2细胞,Western Blot法测定BV2细胞Notch-1、Hes-1、TGF-β1、Smad1/2/3蛋白表达水平。2.设立对照组,DAPT抑制剂组（10.0μM）、Nano-TiO2处理组（40.0μg/m L）、DAPT抑制剂（10.0μM）+Nano-TiO2（40.0μg/m L）共同处理组;SB431542抑制剂组（10.0μM）、Nano-TiO2处理组（40.0μg/m L）、SB431542抑制剂（10.0μM）+Nano-TiO2（40.0μg/m L）共同处理组。采用Western Blot法测定各组Notch-1、Hes-1、TGF-β1、Smad1/2/3蛋白表达水平,ELISA法测定TNF-α、IL-1β、IL-6分泌水平。3.设立对照组,Nano-TiO2（40.0μg/m L）处理组,不同浓度的TGF-β1（10、20、30 ng/m L）+Nano-TiO2（40.0μg/m L）共同处理组。采用Western Blot法测定TGF-β1对Notch-1、Hes-1、TGF-β1、Smad1/2/3蛋白表达水平;ELISA法测定TNF-α、IL-1β、IL-6分泌水平。研究结果:1.与对照组相比,随Nano-TiO2染毒浓度的增加,Notch-1与Hes-1蛋白表达水平均增加(r Notch-1=0.894,P＜0.05;r Hes-1=0.739,P＜0.05)。TGF-β1与Smad1/2/3蛋白表达水平均降低(rTGF-β1=-0.933,P＜0.05;rSmad1/2/3=-0.944,P＜0.05)。2.与对照组相比,DAPT预处理可降低Notch-1和Hes-1蛋白表达水平,差异具有统计学意义（P＜0.05）;与Nano-TiO2处理组相比,DAPT+Nano-TiO2处理组中Notch-1和Hes-1蛋白表达水平降低,差异具有统计学意义（P＜0.05）;与对照组相比,DAPT预处理组中TNF-ɑ,IL-6及IL-1β分泌减少,差异具有统计学意义（P＜0.05）;与Nano-TiO2处理组相比,DAPT+Nano-TiO2处理组中TNF-ɑ,IL-6及IL-1β分泌减少,差异具有统计学意义（P＜0.05）。与对照组相比,SB431542预处理可降低TGF-β1和Smad1/2/3蛋白表达水平,差异具有统计学意义（P＜0.05）;与Nano-TiO2处理组相比,SB431542+Nano-TiO2处理组中TGF-β1和Smad1/2/3蛋白表达水平降低,差异具有统计学意义（P＜0.05）。与对照组相比,SB431542预处理组中TNF-ɑ,IL-6及IL-1β分泌增加,差异具有统计学意义（P＜0.05）;与Nano-TiO2处理组相比,SB431542+Nano-TiO2处理组中TNF-ɑ,IL-6及IL-1β分泌增加,差异具有统计学意义（P＜0.05）。3.与Nano-TiO2处理组相比,在10 ng/m L、20 ng/m L、30 ng/m L外源性TGF-β1作用下,BV2细胞中Notch-1及Hes-1蛋白表达明显减少,差异具有统计学意义（P＜0.05）;与Nano-TiO2处理组相比,在20 ng/m L、30 ng/m L外源性TGF-β1作用下,BV2细胞中TGF-β1及Smad1/2/3蛋白表达明显增加,差异具有统计学意义（P＜0.05）。与Nano-TiO2处理组相比,在10 ng/m L、20 ng/m L、30 ng/m L外源性TGF-β1作用下,炎性因子TNF-ɑ、IL-6及IL-1β随外源性TGF-β1浓度增高而减少,差异具有统计学意义（P＜0.05）。研究结论:Nano-TiO2处理BV2细胞可引起TNF-ɑ、IL-6、IL-1β分泌水平升高,Notch-1及Hes-1蛋白表达水平增高,降低细胞内TGF-β1以及Smad1/2/3蛋白表达水平。Notch和TGF-β/Smad信号通路在Nano-TiO2诱导的BV2细胞炎症因子分泌中具有重要作用,两条通路在BV2细胞炎症反应中呈现拮抗作用,TGF-β/Smad信号通路的表达的产物TGF-β1可减少Notch信号通路的激活和BV2细胞中炎症因子的分泌。