从海洋红藻Spermothamnion repens中分离2,4-二乙酰基间苯三酚并与银纳米颗粒偶联的靶向抗癌治疗研究

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:Algal Research 4.6

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  本研究针对传统抗癌药物递送系统存在的生物利用度低、毒副作用大等问题,从印度古吉拉特海岸采集的红藻Spermothamnion repens中分离出抗癌多酚DAPG,通过化学合成并与银纳米颗粒(AgNPs)构建纳米复合物(DAPG–AgNPs)。表征显示其具有80-100 nm球形结构,对MCF-7和HCT-116癌细胞系IC50分别达22.38±0.68和17.03±0.32 μg/mL,显著优于游离DAPG,同时展现抗氧化和DNA保护功能,为海洋源靶向抗癌制剂开发提供新思路。

  

癌症治疗领域长期面临传统化疗药物靶向性差、毒副作用显著的挑战。海洋生物资源因其独特的生物活性成分,正成为新型抗癌药物开发的宝库。其中,红藻所含的多酚类物质展现出显著的抗癌潜力,但存在水溶性差、代谢快等药代动力学缺陷。如何通过纳米技术提升这些天然产物的治疗效果,成为当前研究的关键突破口。

来自印度古吉拉特大学的研究团队在《Algal Research》发表的研究中,创新性地从印度古吉拉特邦贝特德瓦尔卡海岸采集的红藻Spermothamnion repens中分离出2,4-二乙酰基间苯三酚(DAPG),并通过化学还原法将其与银纳米颗粒(AgNPs)偶联,构建了新型纳米复合物DAPG–AgNPs。这项研究不仅验证了海洋天然产物的抗癌价值,更通过纳米技术成功克服了多酚类化合物的递送难题。

研究团队运用了多项关键技术:通过UV-Vis、FTIR和NMR对DAPG进行结构表征;采用XRD、DLS、SEM等技术分析纳米颗粒特性;利用MTT法评估细胞毒性;通过DPPH和DNA缺口实验检测抗氧化及DNA保护作用;并采用线虫致死实验验证生物相容性。

S. repens收集与鉴定

研究团队于2022年2月在古吉拉特海岸特定经纬度区域(22.477–22.471°N, 69.121–69.104°E)手工采集样本,经植物分类学家Hitesh Solanki鉴定为Spermothamnion repens,并保存凭证标本。该区域海水参数分析显示,硝酸盐(0.42±0.03 mg/L)和亚硝酸盐(0.11±0.01 mg/L)含量适宜红藻生长。

DAPG分离与表征

从藻体乙醇提取物中分离出的DAPG经光谱学鉴定确认结构。游离DAPG对MCF-7和HCT-116细胞的IC50分别为24.16±0.55和20.60±0.44 μg/mL,显示中等抗癌活性。

纳米复合物构建与特性

通过化学还原法合成的DAPG–AgNPs呈球形,粒径80-100 nm,热重分析(TGA)显示良好热稳定性。纳米偶联使药物溶解度提升3.2倍,体外释放实验显示pH 5.5条件下72小时累积释放率达78%,优于中性条件(pH 7.4)的43%。

生物活性评估

纳米化使DAPG抗癌效果显著提升:对MCF-7和HCT-116的IC50分别降低至22.38±0.68和17.03±0.32 μg/mL。DPPH清除率在100 μg/mL时达82.7%,DNA缺口实验显示50 μg/mL剂量下可完全防止超螺旋DNA断裂。线虫致死实验证实其生物安全性,200 μg/mL处理组存活率与对照组无显著差异。

这项研究首次实现了红藻源DAPG与AgNPs的纳米级偶联,突破了多酚类药物递送瓶颈。纳米复合物展现的pH响应释放特性,使其在肿瘤微酸性环境中能选择性释放药物。研究不仅为海洋药物开发提供了新思路,其构建的纳米平台技术可延伸应用于其他疏水性天然产物的递送优化,具有重要的转化医学价值。论文中强调的"绿色合成"理念,也体现了可持续药物开发的趋势。未来研究可进一步探索该纳米系统在肿瘤靶向递送和免疫调节方面的潜力。

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