海洋放线菌介导生物合成纳米硒：多维度生物医学应用与机制解析

　　本研究针对多重耐药微生物、癌症扩散及糖尿病等医学挑战，通过海洋放线菌Streptomyces vinaceusdrappus AMG31绿色合成纳米硒颗粒(Se-NPs)，系统验证其抗氧化(DPPH清除率86.7%)、抗癌(Caco-2细胞IC50=102.5 μg/mL)、抗菌(对白色念珠菌MIC=12.5 μg/mL)及抗炎(COX-2抑制IC50=46.6 μg/mL)等多重生物活性，为开发多功能纳米药物提供新策略。

　　

随着多重耐药微生物的不断涌现、癌症发病率的持续上升以及糖尿病等代谢性疾病的全球蔓延，传统药物治疗正面临前所未有的挑战。金属纳米颗粒虽展现出抗菌潜力，但其潜在毒性问题不容忽视。硒作为人体必需微量元素，在抗氧化、免疫调节和抗癌方面具有独特价值，而纳米尺度的硒颗粒(Se-NPs)因其高生物利用度和低毒性特征，正成为生物医学领域的新兴研究方向。

本研究采用海洋放线菌Streptomyces vinaceusdrappus AMG31的代謝产物绿色合成Se-NPs，通过紫外-可见光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等技术系统表征了纳米颗粒的理化性质，并全面评估了其抗氧化、伤口愈合、血液相容性、抗癌、抗糖尿病、抗菌、抗生物膜和抗炎症等多重生物医学活性。研究成果发表于《BMC Complementary Medicine and Therapies》，为开发多功能纳米药物提供了重要理论基础。

关键技术方法包括：利用放线菌生物质滤液与亚硒酸钠反应合成Se-NPs；通过UV-vis、FT-IR、XRD、TEM、EDX、DLS和zeta电位等进行物化表征；采用DPPH、ABTS、TAC和FRAP assays评估抗氧化活性；使用划痕实验测试伤口愈合效果；通过结晶紫染色法分析抗癌活性；采用α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制实验评估抗糖尿病潜力；通过琼脂扩散法和微量稀释法测定抗菌活性和最小抑制浓度(MIC)；使用96孔板结晶紫染色法评估抗生物膜能力；通过COX抑制剂检测试剂盒分析抗炎活性。

表征结果显示合成的Se-NPs呈球形晶体结构，尺寸范围为20-80 nm，zeta电位为-37.9 mV，UV-vis光谱在260 nm处显示最大表面等离子体共振(SPR)峰，XRD分析证实其结晶性质，FT-IR揭示蛋白质、多糖等生物分子参与还原和封端过程。

抗氧化评估表明Se-NPs在所有四种测定(DPPH、ABTS、TAC和FRAP)中均表现出浓度依赖性的抗氧化活性。在1000 μg mL^-1浓度下，DPPH清除率达到86.7%，ABTS清除率为84.6%，TAC值为965.967 μg/mg抗坏血酸当量，FRAP值为727.667 μg/mg抗坏血酸当量。

伤口愈合实验显示Se-NPs在209.87 μg mL^-1浓度下促进增强的伤口愈合，伤口闭合百分比为73.6%，迁移率为10.4 μm h^-1，显著高于对照组。

血液相容性 examination显示即使在高浓度(1000 μg mL^-1)下，Se-NPs也仅引起1.8%溶血，表明其对红细胞具有出色的相容性。

抗癌评估显示Se-NPs对Caco-2(IC₅₀=102.5 μg mL^-1)和PANC-1(IC₅₀=100.4 μg mL^-1)癌细胞表现出选择性细胞毒性，而对正常WI-38成纤维细胞(IC₅₀=419.7 μg mL^-1)毒性最小。

抗糖尿病评估显示Se-NPs对α-淀粉酶(IC₅₀=59.8 μg mL^-1)和α-葡萄糖苷酶(IC₅₀=19.3 μg mL^-1)具有浓度依赖性的抑制活性。

抗菌活性表明Se-NPs对革兰氏阳性菌(如Enterococcus faecalis，MIC=25 μg mL^-1)和革兰氏阴性菌(如Pseudomonas aeruginosa，MIC=50 μg mL^-1)均具有显著抑制作用，对白色念珠菌(Candida albicans)的MIC为12.5 μg mL^-1。

抗生物膜活性显示Se-NPs在75% MBC浓度下对细菌生物膜形成抑制率超过90%，对白色念珠菌生物膜抑制率达95.4%。

抗炎症研究显示Se-NPs对COX-1(IC₅₀=30.9 μg mL^-1)和COX-2(IC₅₀=46.6 μg mL^-1)酶具有显著抑制作用，表明其具有有效的抗炎潜力。

本研究证实了海洋放线菌Streptomyces vinaceusdrappus AMG31代谢产物制备Se-NPs的有效性，这些纳米颗粒展现出广谱的生物医学活性。其多重生物活性机制包括：通过ROS生成引起氧化应激破坏微生物膜完整性；通过调节MAPK/Erk、PI3K/Akt/mTOR等信号通路抑制癌细胞增殖；通过抑制碳水化合物水解酶发挥抗糖尿病作用；通过抑制COX酶和促炎细胞因子产生抗炎效果。Se-NPs的选择性毒性(对癌细胞高效而对正常细胞低毒)和多重作用机制使其成为极具前景的 therapeutic纳米材料。这些发现为开发基于纳米硒的新型治疗策略提供了坚实基础，特别是在应对多重耐药菌感染、癌症治疗和代谢性疾病管理方面具有重要应用价值。未来研究应重点关注其体内毒理学评价、药代动力学特性以及临床转化潜力。