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【目的】比较单臂碳纳米管（SWCNTs）、纳米二氧化硅（SiO2-NPs）和纳米氧化锌（ZnO-NPs）致大鼠神经毒性效应,并探讨ZnO-NPs致大鼠中枢神经系统及多巴胺能神经元毒性作用机制。【方法】雄性Wistar大鼠气管滴注SWCNTs、SiO2-NPs、ZnO-NPs,分为生理盐水和3种纳米材料的高（15 mg/kg）、低（3 mg/kg）剂量组,隔日染毒1次,共4周;检测脑组织神经递质、氧化应激水平及组织病理学改变。根据上述研究结果,选择毒性最强的ZnO-NPs,在整体水平上,鼻腔滴注雄性Wistar大鼠,分为生理盐水和ZnO-NPs暴露组（20mg/kg）,每天滴注1次,共15d和30d。于15 d染毒终点,透射电镜观察ZnO-NPs在主要功能脑区的分布与定位及超微结构的变化。同时分别于15 d、30 d染毒终点观察嗅球、海马、纹状体、大脑皮质、小脑组织的氧化应激和免疫炎性水平。在细胞实验中,020μg/mL的ZnO-NPs与PC12细胞共培养6h、12h,观察细胞形态学、活性、细胞周期、线粒体膜电位、活性氧（ROS）及ATP水平。【结果】气管滴注后,ZnO-NPs、SWCNTs可致大鼠脑组织MDA含量显著升高、SOD活性显著降低;ZnO-NPs可致抑制性神经递质DA、5-HT和5-HIAA含量显著降低,兴奋性神经递质Glu含量显著升高;SWCNTs可致DA含量显著降低,Glu、Asp含量显著升高;SiO2-NPs可致Asp、Glu含量显著升高。同时,ZnO-NPs可致大鼠脑组织炎细胞浸润。鼻腔滴注ZnO-NPs15d后,大鼠嗅球、海马、纹状体胞核、胞浆内可见纳米颗粒沉积,并造成相应脑区神经纤维排列疏松、核膜缺损、线粒体损伤、胞浆内形成空泡。暴露15 d后,大鼠嗅球、海马、纹状体组织中GSH含量显著降低、MDA含量显著升高、皮质组织中GSH含量亦显著降低;暴露30 d后,五个脑区中GSH含量显著降低、MDA含量显著升高;暴露15 d、30 d后,大鼠嗅球、海马、纹状体组织IL-1β、TNF-α水平显著升高,同时小脑组织中TNF-α水平亦显著升高。ZnO-NPs可致PC12细胞形态学改变;1020μg/mL ZnO-NPs暴露6h、12 h后细胞活性显著降低;各剂量组ZnO-NPs暴露6h可致细胞周期阻滞在G2/MG期、ROS水平显著升高、线粒体膜电位和ATP水平显著降低。【结论】3种纳米材料可影响神经递质的合成与代谢,说明导致中枢神经系统功能损伤;3种纳米材料间比较,ZnO-NPs毒性最大。ZnO-NPs鼻腔滴注后可沿嗅神经转运至中枢神经系统,引发中枢神经系统氧化应激、免疫炎性反应及超微结构损伤;可通过氧化应激机制导致PC12细胞线粒体功能受损、通过阻滞细胞周期抑制细胞增殖。