本文關(guān)鍵詞： 納米金 血睪屏障 金納米棒 光熱效應(yīng) 雄性避孕 生育力　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：納米材料中的納米金(AuNPs)已經(jīng)被應(yīng)用于診斷影像學(xué)、藥物載體、腫瘤的光熱治療等領(lǐng)域。最近,關(guān)于AuNPs作為多種藥物載體進(jìn)行靶向性治療腫瘤方面的應(yīng)用備受親睞。隨著AuNPs在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用增加,關(guān)于AuNPs在生物體內(nèi)的命運(yùn)和潛在毒性問題引起了人們的廣泛關(guān)注。 進(jìn)年來,已有研究表明AuNPs能誘導(dǎo)肝臟的氧化損傷、急性炎癥和細(xì)胞凋亡。相比其他器官系統(tǒng)來說,雄性生殖系統(tǒng)是一個對外界物質(zhì)較為敏感、易受損的系統(tǒng)。然而,關(guān)于AuNPs對生殖毒性的研究,例如AuNPs在生殖器官中的分布,是否能通過生殖系統(tǒng)保護(hù)性屏障-血睪屏障(BTB),這些方面的問題仍然未知。我們合成了兩種不同化合物修飾的納米金,甲氧基化聚乙二醇修飾的納米金(mPEG@AuNP)和氨基化聚乙二醇修飾的納米金(PEG-NH2@AuNP),通過尾靜脈注射成年雄性ICR小鼠。采用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)定量證明了納米金能夠在雄性小鼠睪丸中富集,在各檢測時間點(diǎn)發(fā)現(xiàn)PEG-NH2@AuNP在小鼠睪丸中的富集量是mPEG@AuNP的兩倍以上。通過暗場顯微鏡觀察到小鼠的曲細(xì)精管的管腔中存在納米金,說明納米金可以通過血睪丸屏障。透射電子顯微鏡(TEM)證明了納米金能通過血睪屏障并進(jìn)入生精細(xì)胞。通過連續(xù)的三次重復(fù)尾靜脈注射1mPEG@AuNP和PEG-NH2@AuNP到成年雄性ICR小鼠,檢測小鼠的體重、激素水平、睪丸的組織形態(tài)學(xué)和精子發(fā)生過程中減數(shù)分裂同源染色體之間的聯(lián)會和重組交換的研究,以及通過納米金暴露雄性小鼠和正常雌鼠的交配的研究,證明納米金沒有明顯的生殖毒性。然而,我們發(fā)現(xiàn)連續(xù)的三次重復(fù)尾靜脈注射PEG-NH2@AuNP,能夠上調(diào)小鼠的睪酮的水平,結(jié)果提示PEG-NH2@AuNP可能存在潛在毒性,提示在應(yīng)用納米金時,表面修飾是很重要的方面。 研究表明納米金沒有明顯的生殖毒性,我們下一步計劃研究納米金是否能在雄性生殖系統(tǒng)有所應(yīng)用。已有研究報道表明,金納米棒在特定波長的近紅外光(NIR)的照射下能夠產(chǎn)生局部高熱。有一些研究者應(yīng)用金納米棒的光熱轉(zhuǎn)換效應(yīng)做腫瘤的光熱治療,取得了很好的效果。同時,雄性睪丸中的精子細(xì)胞是對溫度很敏感的細(xì)胞,已有報道關(guān)于熱水浴殺精用于避孕方面的研究。我們結(jié)合這兩方面的研究工作,旨在利用金納米棒的光熱效應(yīng)解決流浪動物的避孕問題。首先,我們合成了甲氧基化聚乙二醇修飾的金納米棒(GNR),該GNR能特異的將808納米NIR的光能轉(zhuǎn)化為熱能。然后,睪丸原位注射GNR,通過控制GNR劑量和NIR的功率來實(shí)現(xiàn)對睪丸處的溫度變化控制。最后的研究發(fā)現(xiàn),在較低溫度下(37℃,40℃),小鼠的睪丸部分破壞,在7天時,小鼠的生育能力下降到約10%；在60天后,小鼠的生育能力恢復(fù)到約50%。在較高溫度下(45℃),小鼠的睪丸全部破壞,在7天時,小鼠的生育能力下降到約0,以后不能恢復(fù)生育力。我們提供了一個創(chuàng)傷小、可控的雄性避孕方法。該方法方便、有效、廉價、易操作等優(yōu)點(diǎn)于一身,可以被選做寵物和流浪動物的節(jié)育,為下一步發(fā)展新型男性避孕技術(shù)提供了重要的依據(jù)。
[Abstract]:Gold nanoparticles in nano materials (AuNPs) have been used in diagnostic imaging, drug delivery, tumor photothermal therapy and other fields. Recently, the application of AuNPs as a drug carrier for targeted therapy of tumor has been Pro gaze. Along with the increase of AuNPs application in the biomedical field, about AuNPs in vivo fate and the potential toxicity problem has aroused extensive attention.
In recent years, studies have shown that AuNPs can induce oxidative damage in the liver, acute inflammation and apoptosis. Compared to other organ systems, the male reproductive system is one of the outside material is more sensitive, easy to damage the system. However, studies on the reproductive toxicity of AuNPs, such as AuNPs in the reproductive organs of the distribution. Whether through the barrier - protection of the reproductive system of the blood testis barrier (BTB), these problems are still unknown. We synthesized two kinds of compounds modified gold nanoparticles, gold nanoparticles methoxy polyethylene glycol (mPEG@AuNP) modified gold nanoparticles and amino modified by polyethylene glycol (PEG-NH2@AuNP), by intravenous injection of adult male ICR mice. By inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) quantitative proof of gold nanoparticles in the testes of male mice in enrichment, found PEG-NH2@ AuNP in mouse testis at different time point detection The concentration is two times more than mPEG@AuNP. There are gold nanoparticles by dark field microscopy observed the lumen of seminiferous tube in mice, that gold nanoparticles can pass through the blood testis barrier. Transmission electron microscopy (TEM) proved that gold nanoparticles can pass through the blood testis barrier and into spermatogenic cells. Through three consecutive 1mPEG@AuNP and repeat the tail intravenous injection of PEG-NH2@AuNP to adult male ICR mice, body weight, hormone levels were detected, testicular tissue morphology and spermatogenesis in meiotic homologous chromosome synapsis and recombination between the exchange of research, and Research on exposure to mating male mice and normal female rats by gold nanoparticles, gold nanoparticles show no reproduction obvious toxicity. However, we found three repeated intravenous injection of PEG-NH2@AuNP continuous, can increase the level of testosterone in mice, the results suggest that PEG-NH2@AuNP may have potential In toxicity, it is suggested that surface modification is an important aspect in the application of nanoscale gold.
Research shows that gold nanoparticles had no obvious reproductive toxicity, whether we plan for the next step of gold nanoparticles can be used in the male reproductive system. Researchers have reported that gold nanorods in a specific wavelength of near infrared light (NIR) can produce high heat irradiation. Some researchers used photothermal therapy photothermal conversion effect of gold nanorods the tumor, and achieved good results. At the same time, male testicular sperm cells are very sensitive to the temperature of the cell, have been reported on the hot water bath for the study of spermicidal contraception. We combine these two aspects of the research work, aiming at solving the problems of stray animal use contraceptive photothermal effects of gold nanorods at first., we synthesized the methoxy polyethylene glycol modified gold nanorods (GNR), the specific GNR will convert light energy into heat. The 808 nanometer NIR and in situ testicular injection of GNR. A power control GNR dose and NIR to realize the control of temperature change on the testis. The final study found that at low temperature (37 DEG, 40 DEG C), destruction of testicle of mice, in 7 days, the fertility of mice decreased to about 10%; after 60 days, mice can birth restoring force to about 50%. at high temperature (45 DEG C), mouse testis all destroyed, in 7 days, the fertility of the mice decreased to about 0, will not restore fertility. We provide a small trauma, male contraceptive methods controlled. This method is convenient, effective, cheap, easy to operate the advantages of a, can be chosen as a pet and animal birth control, provide an important basis for the next step in the development of new male contraceptive techniques.

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB383.1;R114

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1472975