一种金纳米簇的应用及减轻铜离子雄性生殖毒性的药物
阅读说明：本技术 一种金纳米簇的应用及减轻铜离子雄性生殖毒性的药物 (Application of gold nanocluster and medicine for relieving copper ion male reproductive toxicity ) 是由 李文清 孙斐 黄莹莹 龚胜男 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种金纳米簇的应用及减轻铜离子雄性生殖毒性的药物,涉及生物医学技术领域,该技术特征在于：所述金纳米簇用于降低铜离子的细胞毒性；减轻细胞死亡；实现对睾丸铜代谢障碍的治疗,降低铜离子对机体的损伤。(The invention provides an application of gold nanoclusters and a medicine for reducing copper ion male reproductive toxicity, and relates to the technical field of biomedicine, and the technology is characterized in that: the gold nanoclusters are used for reducing cytotoxicity of copper ions; (ii) reducing cell death; realizes the treatment of testicular copper metabolism disorder and reduces the damage of copper ions to the organism.)
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，尤其涉及一种金纳米簇的应用及减轻铜离子雄性生殖毒性的药物。
背景技术
铜是生物生长所必须的微量元素，仅次于铁和锌的第三丰富的微量元素，其对维持机体稳态具有重要作用。然而过多的铜可以导致蛋白质和核酸的氧化损伤、脂质过氧化和酶抑制。在环境中，铜污染成为了重金属污染物之一。有报道揭示慢性铜中毒对肝脏产生显著影响，可导致肝豆状核变性等等。也有研究报道表面，过多的铜会对生殖系统产生影响，降低睾酮水平，降低精子活力和生存率，睾丸重量减小，导致男性/雄性生育力下降，甚至男性不育。如何清除铜离子，减轻铜离子的雄性生殖毒性效应是一个重要而急切的研究方向。
随着纳米科技的不断发展，新的纳米材料被用于用到不同的研究领域。其中纳米材料在生物医学领域的应用尤为重要。纳米材料包括脂质体、聚合物和支链聚合物、金属基、磁性和二氧化硅类等，它们作为药物、添加剂或者载体在基因治疗、药物输送、成像和新型药物发现技术等领域都取得重大进展。
经研究发现铜离子能够导致严重的生殖毒性，破坏生精小管的结构，引起空泡损伤和凋亡现象。已有研究表明，腹腔注射补充铁可以改善由于体内过量钙引起的铜肝脏累积。左旋肉碱对铜暴露的大鼠睾丸的毒性和精子质量有改善作用。姜黄素提取物对氯氧化铜诱导的睾丸损伤具有保护作用，并提高了精子健康参数。
目前现有治疗铜代谢障碍的技术主要有金属螯合剂，例如：青霉胺、曲恩汀；和锌盐。用来增加排泄或减少吸收，但不同的金属螯合治疗方法都会出现类似反常神经恶化的情况，以及肝性铜代谢障碍也需谨慎使用锌盐，这促使人们寻找更安全的治疗方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决铜离子导致严重的生殖毒性，改善的毒性效应，因此急需开发减轻铜离子雄性生殖毒性效应的新药，现有技术暂无较有效的方案进行应对。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种金纳米簇的应用，所述金纳米簇用于降低铜离子的细胞毒性。
优选的，所述金纳米簇用于降低CuCl2的雄性生殖毒性效应。
本申请还提供了一种一种减轻铜离子的雄性生殖毒性的药物，其特征在于：包含金纳米簇, 所述金纳米簇可以体内吸附铜离子，治疗铜离子引起的雄性生殖毒性效应。
本申请中将金纳米簇应用到降低铜离子的细胞毒性，从而减轻细胞的死亡；同时金纳米簇的无毒性，更加有利于今后在药物改善中发挥重要的载药功能或者更加直接的纳米化药物，增强药物的靶向性，生物相容性等等，以及可能改变药物吸收和代谢途径，提高药物的吸收率。
附图说明
图1为本发明中实施例1对应的附图，其中（A）表示金纳米簇的电子显微镜照片、（B）为金纳米簇及CuCl2加入金纳米簇中的对比示意图；
图2为本发明实施例2对应的附图，其中（A）表示不同浓度的CuCl2对GC1细胞的毒性效应、（B）表示金纳米簇对于CuCl2的细胞毒性的作用效果；
图3为本发明实施例3对应的附体，其中（A）表示小鼠生殖系统示意图；（B）为实施例3中各组睾丸组织形态学结构示意图、（C）为实施例3中各组睾丸中生殖细胞凋亡结果、（D）为各组小鼠睾丸生殖细胞凋亡统计分析示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
部分名词解释：
BSA：牛血清白蛋白。
PBS：磷酸缓冲盐溶液（phosphate buffer saline），一般作为溶剂，起溶解保护试剂的作用。
AuNCs:金纳米簇。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
一种金纳米簇的应用，所述金纳米簇用于降低铜离子的细胞毒性，在一实施方式中，所述金纳米簇用于降低CuCl2的雄性生殖毒性效应。
本申请还提供了一种减轻铜离子的雄性生殖毒性的药物，包含金纳米簇。
为了进一步验证本申请，发明人采用了以下验证实验。
实施例1：金纳米簇特异吸收铜离子
具体步骤：
首先合成AuNCs：在一实施方式中，将氯金酸 (5 mL, 10 mmol/L) 和 BSA (5 mL,50 mg/mL)在37度搅拌2分钟。再加入NaOH (0.5 mL, 1.0 M)，在37度快速搅拌，反应12小时，得到如图1（A）所示的2-5纳米的金纳米簇。
将合成的金纳米簇加入到不同浓度的CuCl2溶液中，得到如图1（B）所示的荧光示图。可以发现，金纳米簇可以捕捉CuCl2， 同时CuCl2能改变AuNCs的光学性质，在365 nm的紫外光下可以猝灭AuNCs的荧光。
实施例2：体外实验表明金纳米簇降低铜离子的细胞毒性：
具体包含两个实验：
第一组：研究不同浓度CuCl2的细胞毒性实验
步骤如下所示：
1）96孔板铺板，每孔铺6000个GC1细胞。
2）培养24 小时。
3）使用不同浓度的CuCl2处理细胞24小时。
4）加入10 μl CCK8试剂，置于37℃培养箱，1小时后450nm测吸光度值。
请参阅图2（A），当CuCl2浓度越大时，GC1细胞的存活率越低，
第二组：研究不同浓度AuNCs的降低CuCl2的细胞毒性实验
具体步骤如下所示：
1）96孔板铺板，每孔铺6000个GC1细胞。
2）培养24 小时。
3）处理GC1细胞如下。
control组使用PBS处理细胞。
CuCl2组加入15 μg/mL CuCl2处理细胞，再分别加入0-360 μg/mL AuNCs.
4）处理细胞24小时。
5）加入10 μl CCK8试剂，1小时后450nm测吸光度值。
图2A表明CuCl2在体外对GC1细胞活性的影响，会造成细胞的程序性死亡。图2B，当金纳米簇达到一定的浓度后，其降低了CuCl2处理GC1细胞过后的毒性，提高了细胞的存活率。
实施例3：金纳米簇降低CuCl2的雄性生殖毒性效应。
具体步骤如下所示：
选用C57BL/6N雄性小鼠。
四组小鼠处理如下:
A组：PBS组（小鼠3只）：每只注射腹腔注射200 μl PBS。
B组：AuNCs组（小鼠3只）)：每只尾静脉注射200 μl AuNCs (18 mg/mL), 间隔1小时后再次尾静脉注射200 μl AuNCs。
C组：CuCl2组（小鼠4只）：每只按体重（4 μg/g）腹腔注射CuCl2溶液。
D组：CuCl2+AuNCs组（小鼠4只）：每只按体重（4 μg/g）腹腔注射CuCl2溶液。立即尾静脉注射200 μl AuNCs (18 mg/mL)，间隔1小时后再次尾静脉注射200 μl AuNCs。 48小时后处死各组小鼠取双侧睾丸，4% PFA固定48小时后进行睾丸组织的石蜡切片，切片后各组进行HE染色、TUNEL检测试验，对比各组差异。
请参阅图3，可以看出，CuCl2导致小鼠睾丸中的生殖细胞死亡，造成睾丸组织形态破坏，CuCl2+AuNCs可以减轻CuCl2导致的睾丸组织学破坏（图3B）。AuNCs处理后，小鼠的睾丸组织形态和对照组（PBS）没有差异，提示AuNCs没有生殖毒性（图3B）。另外，通过凋亡检测实验，发现CuCl2导致小鼠睾丸中的生殖细胞凋亡显著增加， CuCl2+AuNCs可以减轻CuCl2导致的生精细胞的凋亡效应（图3C， 3D）。AuNCs处理后，小鼠的睾丸中生精细胞凋亡和对照组（PBS）没有差异，提示AuNCs没有生殖毒性（图3C， 3D）。因此证明了AuNCs对睾丸铜代谢障碍有很明显的治疗作用，因而在体内证明了AuNCs能够降低铜离子对机体的损伤。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围。