【摘 要】
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纳米粒子由于其独特的物理化学特性,在生物医药、纺织工业、日用化妆品、环境保护等众多领域得到了广泛的应用,考虑到纳米粒子与人类日常生活的密切关系,深入了解纳米粒子的生物效应十分重要。目前的研究主要集中在粒径、形貌、电荷、表面修饰等物理化学特性对纳米材料生物效应的影响,最近一些研究发现手性也会影响纳米粒子的生物效应,但目前相关的研究还较少。银纳米粒子由于其优异的抗菌性能已经被广泛应用于医药、医疗器械、
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纳米粒子由于其独特的物理化学特性,在生物医药、纺织工业、日用化妆品、环境保护等众多领域得到了广泛的应用,考虑到纳米粒子与人类日常生活的密切关系,深入了解纳米粒子的生物效应十分重要。目前的研究主要集中在粒径、形貌、电荷、表面修饰等物理化学特性对纳米材料生物效应的影响,最近一些研究发现手性也会影响纳米粒子的生物效应,但目前相关的研究还较少。银纳米粒子由于其优异的抗菌性能已经被广泛应用于医药、医疗器械、日用化妆品等领域,人体可以通过直接或间接方式摄取银纳米粒子,与此同时体内原位合成的具有手性的银纳米粒子也显现出应用潜力,对手性银纳米粒子生物效应差异的探究有助于为银纳米粒子的应用和原位合成银纳米粒子的设计提供新的思路。本论文为补充手性银纳米粒子生物效应研究的空缺,构建了手性谷胱甘肽银纳米粒子（L-GSH-AgNPs和D-GSH-AgNPs）,从动物、细胞、分子水平探究了手性对银纳米粒子生物效应的影响。谷胱甘肽可以通过其巯基与贵金属纳米粒子稳定成键,是常用的手性贵金属纳米粒子合成配体。本论文利用谷胱甘肽作为手性配体成功合成了一对手性相反而粒径、形貌、化学配比一致的银纳米粒子,通过苏木精-伊红染色、生化指标检测、血常规检测分别比较了L-GSH-AgNPs和D-GSH-AgNPs对小鼠的组织形态、肝功能和肾功能以及血液成分的影响,利用ICP-MS探究了L-GSHAgNPs和D-GSH-AgNPs的生物分布。结果表明与D-GSH-AgNPs相比,L-GSHAgNPs在肾脏中有更高的富集量,导致了更明显的肾小球、肾小管形态损伤,致使肌酐、尿素氮、胆固醇浓度显著上升和白蛋白、总蛋白浓度明显下降。LGSH-AgNPs能更快地进入脾脏并导致脾脏中出现了更多的巨核细胞,这可能与L-GSH-AgNPs导致的血小板数量明显降低有关。D-GSH-AgNPs在肺中的含量更高,并导致了肺泡壁明显增厚。D-GSH-AgNPs使淋巴细胞数量显著降低。LGSH-AgNPs使单核细胞显著增多。以上结果表明L-GSH-AgNPs和D-GSHAgNPs的动物毒性和组织分布有明显差异。为了揭示手性银纳米粒子在细胞水平的生物学效应,对L-GSH-AgNPs和DGSH-AgNPs的细胞毒性、细胞摄取量和细胞内定位进行分析,细胞实验显示对于Hep-G2、HEK293、b End.3、SH-SY5Y四种细胞,D-GSH-AgNPs的细胞毒性比L-GSH-AgNPs大。ICP-MS结果表明HEK293、b End.3、SH-SY5Y三种细胞对D-GSH-AgNPs的摄取量更高,然而Hep-G2对两种手性纳米粒子的摄取量无明显差异。生物透射电镜结果显示,在四种细胞中L-GSH-AgNPs均位于自噬体中,而D-GSH-AgNPs均位于吞噬溶酶体中。自噬可以缓解细胞损伤,因此本论文发现细胞摄取量和细胞自噬诱导都影响了L-GSH-AgNPs和D-GSH-AgNPs的细胞毒性。本论文进一步在分子水平探究了L-GSH-AgNPs和D-GSH-AgNPs对蛋白异常聚集的影响。Th T荧光光谱法、透射电镜和细胞活力实验结果显示,D-GSH-AgNPs抑制Aβ纤维化的能力更强,从而有更强的缓解Aβ神经细胞毒性的能力。综上,手性结构在动物、细胞、分子水平均显著影响了谷胱甘肽银纳米粒子的生物效应,改变手性可以调节谷胱甘肽银纳米粒子的毒性、分布、摄取以及与蛋白的相互作用。
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