埃及沙拐枣壳聚糖纳米载体：绿色合成策略实现抗菌、抗炎、抗氧化及抗癌三重生物活性

　　本研究针对天然活性成分生物利用度低的问题，开发了以柠檬酸为交联剂的环保型壳聚糖纳米颗粒负载埃及沙拐枣乙醇提取物(CE/CsNPs)。结果表明，最优配方CE/CsNPs-2能显著增强提取物的抗癌、抗菌、抗氧化及抗炎活性，其IC50值低至9.9 μg/mL，对肺癌、乳腺癌和肝癌细胞具有突出抑制效果，为天然产物纳米制剂开发提供了新策略。

　　

在当今药物研发领域，植物天然产物因其丰富的生物活性成分而备受关注，然而这些活性成分往往面临水溶性差、生物膜渗透性低、体内稳定性不足等瓶颈问题，导致其生物利用度和治疗效果大打折扣。埃及沙漠中广泛生长的沙拐枣(Calligonum comosum L'Hér.)作为一种传统药用植物，虽早有民间应用，但其科学价值尚未得到系统验证。更值得注意的是，先前研究显示该植物提取物具有抗癌潜力，但如何提高其活性成分的递送效率和治疗效果仍是悬而未决的难题。

为此，研究团队创新性地采用绿色化学方法，以天然柠檬酸作为交联剂，将沙拐枣乙醇提取物(CE)封装到壳聚糖纳米颗粒(CsNPs)中，构建了一种新型纳米递送系统CE/CsNPs。这项突破性研究发表在《BMC Complementary Medicine and Therapies》上，为天然产物的高效利用提供了新思路。

研究采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析提取物成分，并通过离子凝胶法制备纳米颗粒，动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征颗粒特性，紫外分光光度法测定包封率和释药性能，傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析化学结构，MTT法检测细胞毒性，实时荧光定量PCR(RT-qPCR)测定炎症因子表达，琼脂扩散法和微量稀释法评价抗菌活性。

研究结果

CE的GC-MS分析

通过气相色谱-质谱联用技术从沙拐枣乙醇提取物中鉴定出54种生物活性化合物，主要包括亚油酸酯(25.04%)、6-十八碳烯酸和十八碳-9-烯酸(21.08%)、癸二酸二丁酯和十六酸乙酯(7.71%)等。这些化合物涵盖植物甾醇、生物碱、多酚、精油和碳水化合物等多种类型，具有显著的抗菌、抗癌、抗炎和抗氧化潜力。

CE/CsNPs的合成与表征

研究成功制备了三种不同载药量的CE/CsNPs配方。其中CE/CsNPs-2(载药量350 mg/100 mL)表现出最优特性：粒径71.52±4.57 nm，多分散指数(PDI)0.35±0.04，zeta电位37.7±1.91 mV，包封率达70.15±1.58%。TEM图像显示纳米颗粒呈离散球形，无聚集现象，粒径范围49.69-71.93 nm。FT-IR分析证实CE成功包封入CsNPs中。体外释放实验显示，在生理pH 7.4条件下24小时释放率达64%，显著高于酸性pH 4.0条件下的38%，表明该纳米系统适合口服给药。

抗氧化活性评价

DPPH自由基清除实验表明，CE/CsNPs-2具有最强的抗氧化能力，其IC₅₀值仅为9.9±0.12 μg/mL，与抗坏血酸相当，显著优于游离CE的80.28±1.2 μg/mL。CsNPs本身抗氧化活性较弱，表明纳米化显著增强了提取物的抗氧化性能。

体外抗炎和抗癌活性

MTT实验显示CE/CsNPs-2对正常肺成纤维细胞WI-38毒性最低(IC₅₀ 77.68±1.32 μg/mL)，而对多种癌细胞系表现出显著细胞毒性，特别是对肺癌A549(IC₅₀ 42.6±1.65 μg/mL)、乳腺癌MCF-7(IC₅₀ 8.5±0.17 μg/mL)和肝癌Hep-G2(IC₅₀ 9.46±1.12 μg/mL)。显微镜观察显示A549细胞经CE/CsNPs-2处理后出现大量胞质空泡化等细胞死亡特征。

RT-qPCR分析表明，CE/CsNPs-2处理能显著下调炎症细胞因子表达：A549和Hep-G2细胞中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达分别降低54.9%和54.1%，白细胞介素-6(IL-6)表达分别降低50.9%和47.7%，抗炎效果明显优于游离CE。

抗菌活性评估

纸片扩散法显示CE/CsNPs-2对革兰阴性菌大肠杆菌(E. coli)、革兰阳性菌金黄色葡萄球菌(S. aureus)和真菌白色念珠菌(C. albicans)均具有显著抑制作用，抑菌圈直径分别为12.34±0.75 mm、16.41±1.01 mm和18.74±1.13 mm。微量稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)显示，CE/CsNPs-2对S. aureus的MIC为15.62 μg/mL，对E. coli为31.25 μg/mL，对C. albicans为15.62 μg/mL，抗菌效果显著增强。

研究结论与意义

本研究首次成功开发了以柠檬酸为交联剂的环保型壳聚糖纳米载体负载埃及沙拐枣提取物(CE/CsNPs)。通过系统筛选确定了最优配方CE/CsNPs-2，并全面评价了其生物学活性。

研究结果表明，纳米化显著增强了沙拐枣提取物的生物活性：抗癌活性方面，对乳腺癌MCF-7细胞显示出极低的IC₅₀值(8.5±0.17 μg/mL)，且对正常细胞毒性较低；抗氧化能力接近抗坏血酸水平；抗炎作用通过显著下调TNF-α和IL-6表达实现；抗菌活性对革兰阳性菌、革兰阴性菌和真菌均有显著效果。

这些增强效应主要归因于：纳米尺寸效应提高了细胞摄取效率；壳聚糖的阳离子特性促进与微生物细胞膜相互作用；pH响应释放特性实现靶向递送；多种活性成分的协同作用。

该研究不仅为沙拐枣的药理应用提供了科学依据，更重要的是建立了一种绿色、可持续的纳米制剂开发策略，为天然产物的高值化利用开辟了新途径。这种多功能纳米平台在癌症治疗、炎症性疾病管理和抗感染治疗等领域展现出广阔应用前景，特别是其良好的安全性特征为临床转化奠定了坚实基础。