医疗 | 烯旺&北京农学院重磅医学发现:石墨烯可促进免疫功能修复提升

科技   2024-12-17 16:30   河北  



重磅医学成果发布:

北京农学院穆祥教授团队展开《石墨烯对环磷酰胺诱导免疫抑制小鼠的免疫功能修复作用》课题研究探索,采用不同发热材料照射7天或14天后,对比发现:


1、照射小鼠7天后,石墨烯高温组(35℃)小鼠淋巴细胞增殖能力比模型组显著提高


2、照射14天后,石墨烯高温组(35℃)小鼠胸腺指数、脾脏指数、白细胞数量、CD4+ T/CD8+T比值比模型组显著升高NK细胞杀伤活性、淋巴细胞增殖能力比模型组显著增强;


3、照射14天后,碳纤维高温组(35℃)只观察到淋巴细胞增殖能力及CD4+ T/CD8+T比值比模型组升高,但该组出现小鼠死亡的情况


4、照射7天或14天后,碳纤维低温组(30℃)小鼠上述指标均未见显著变化


试验结论:

石墨烯材料对CTX(环磷酰胺)诱导的小鼠免疫抑制具有一定程度的修复作用,且与石墨烯的作用温度正相关,这将拓展石墨烯在医药方面的应用。

——论文发表在《免疫学杂志》2023年7月第39卷第7期


01


试验背景

免疫力对身体的重要性不言而喻。因为人体就是依靠免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成的免疫系统来实现免疫功能,从而抵抗外界疾病的侵袭。

因此,烯旺集团联合北京农学院,决定开展“石墨烯对小鼠的免疫功能修复作用”探索。


采用腹腔注射CTX(环磷酰胺)的方法构建免疫抑制小鼠,通过检测石墨烯照射前后免疫器官指数、免疫细胞数量、自然杀伤细胞杀伤能力的变化来评价石墨烯材料对免疫抑制状态下小鼠免疫功能的影响和作用途径,从而为石墨烯的医用开发提供依据。


02


试验方法

将小鼠随机分为6组,在给药后的第2天,各组置于碳纤维发热装置或石墨烯发热装置中进行相应温度的照射,1次照射1小时,隔天1次,连续14 天。

对照组:

1、空白对照组(CTL):仅注射生理盐水。

2、模型组(CTX):注射环磷酰胺,构建免疫抑制模型。


对照组:

1、碳纤维低温组(CF-Low,30 ℃):注射环磷酰胺+低温照射。

2、碳纤维高温组(CF-High,35 ℃):注射环磷酰胺+高温照射。


试验组:

1、石墨烯低温组(G-Low,30 ℃):注射环磷酰胺+低温照射。

2、石墨烯高温组(G-High,35 ℃):注射环磷酰胺+高温照射。


03


试验结果

各组小鼠胸腺指数和脾脏指数的测定结果:

结论:照射14 天后,其他组无变化,碳纤维高温组小鼠的脾脏指数有所提高,而石墨烯高温组小鼠的胸腺指数和脾脏指数均显著提高:说明石墨烯照射效果优于碳纤维。


小科普:淋巴细胞

是我们身体的中心免疫器官,产生的淋巴细胞在人体免疫系统中起着至关重要的作用。因此,脾脏指数和胸腺指数也是我们免疫力的一种表现。


各组小鼠白细胞数量与淋巴细胞增殖活性的检测结果

结论:由数据可见,石墨烯组数据明显优于碳纤维组:

照射7天后,石墨烯高温组小鼠白细胞显著升高,而碳纤维低温组和高温组小鼠白细胞均未见显著变化;

照射14天后,石墨烯高温组和低温组小鼠白细胞数量均显著升高;小鼠淋巴细胞增殖活性均显著提升

照射14天后,碳纤维低温组小鼠白细胞数量有所升高,但碳纤维高温组则无变化;

照射 14天后,碳纤维高温组小鼠淋巴细胞增殖活性有所提升,但石墨烯高温组数据显著高于碳纤维高温组。


小科普:淋巴细胞

由淋巴器官产生,是白细胞的一种,与白细胞都是机体免疫应答功能的重要细胞成分,淋巴细胞是淋巴系统几乎全部免疫功能的主要执行者。


各组小鼠CD4+T/CD8+T比值检测结果

结论:由数据可见,石墨烯高温组对小鼠CD4+T/CD8+T提升效果最优。


照射14天后,石墨烯高温组小鼠脾脏CD4+T/CD8+T比值显著升高,而其他组小鼠脾脏CD4+T/CD8+T比值未见显著变化。


小科普:CD4+T/CD8+T比值

CD4+T细胞可促使B淋巴细胞、T淋巴细胞以及其他免疫细胞的增殖,调控免疫细胞之间的相互作用,在免疫调节中处于中心地位;CD8+T细胞具有细胞毒性作用,可杀伤靶细胞。


血液中 CD4+T/CD8+T的比值以及淋巴细胞增殖活性在一定程度上代表了机体细胞免疫功能状态,CD4+T/CD8+T的比值及淋巴细胞增殖活性下降表明机体处于免疫抑制状态。


各组小鼠NK细胞杀伤活性的检测结果

照射14天后,石墨烯高温组小鼠脾脏中NK细胞对YAC-1靶细胞的杀伤活性显著上升,而碳纤维组小鼠脾脏中NK细胞的杀伤活性则未见显著升高。


小科普:NK细胞(自然杀伤细胞)

自然杀伤(NK)细胞是一群异质性多功能的免疫细胞,是与特异性免疫应答无关的自然毒杀伤细胞。它对体内多种细胞,特别是T、B淋巴细胞有调节作用。


04


试验讨论:

石墨烯的作用机制

石墨烯远红外线可以对机体产生独特生物学效应,促进机体的血液循环,加强新陈代谢,调节神经体液机制,发挥其免疫调节作用


碳纤维组小鼠死亡

碳纤维作为目前常用的远红外光源之一,由于其特征波段与人体吸收窗口的波谱相似度不高,在提高温度的同时,产生的不易被人体吸收的辐射相应增加,引起小鼠的热应激甚至死亡。


石墨烯组修复免疫功能

在本研究中,腹腔注射CTX(环磷酰胺)导致小鼠胸腺和脾脏指数降低,在经过石墨烯 高温度照射14天后,小鼠的胸腺指数和脾脏指数与免疫抑制小鼠相比显著提高,该结果证实了石墨烯高温度照射能够有效缓解CTX诱导的脏器毒性,且对免疫器官有保护作用。


信息来源:烯旺石墨烯




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