橙皮提取物介导的生态友好型氧化镁纳米颗粒：体外抗癌、抗菌及抗糖尿病潜力研究

本研究针对当前多药耐药病原菌感染、癌症治疗副作用及糖尿病管理等公共卫生挑战，创新性地利用废弃橙皮提取物（OPE）绿色合成氧化镁纳米颗粒（MgO NPs）。通过响应面法（RSM）优化合成工艺，获得形貌均一、粒径约53.3 nm的准球形MgO NPs。该纳米材料展现出显著抗癌活性（对HeLa和PC3细胞IC50分别为179.4 μg/mL和190.67 μg/mL）、广谱抗菌性（对Bacillus subtilis抑菌圈达27.57 mm）、高效抗氧化（DPPH清除IC50=180.2 μg/mL）及α-葡萄糖苷酶抑制能力（IC50=38.8 μg/mL），为残疾人群合并症治疗提供了多功能纳米平台。

　　

在当今纳米生物技术领域，开发兼具高效生物活性和环境友好特性的纳米材料已成为研究热点。尤其对于残疾人群而言，他们常面临多重健康挑战：免疫缺陷导致的易感染性、活动受限引发的慢性创面、以及高发的糖尿病和癌症等合并症。传统治疗手段往往需要多种药物联合使用，不仅增加治疗复杂度，还可能带来不良反应。因此，亟需开发一种多功能纳米制剂，能够同时应对这些交织的健康问题。

正是在这样的背景下，Mohamed K.Y. Soliman团队在《AMB Express》发表了创新性研究。他们巧妙利用废弃橙皮提取物（OPE）作为生物还原剂和稳定剂，通过绿色合成法制备出氧化镁纳米颗粒（MgO NPs），并系统评估了其在抗癌、抗菌、抗氧化和抗糖尿病方面的多重生物活性。这项研究不仅为农业废弃物的高值化利用提供了新思路，更为开发针对残疾人群复合健康需求的纳米疗法奠定了坚实基础。

研究人员采用响应面方法论（RSM）对合成条件进行系统优化，确定了最佳工艺参数：pH 6.8、温度32.5°C、前驱体浓度5.1 mM。通过紫外-可见光谱（UV-Vis）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、动态光散射（DLS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和能量色散X射线光谱（EDX）等多重表征技术，证实成功合成了平均粒径53.3 nm、准球形、结晶良好的MgO NPs。体外生物学评价涵盖了抗癌活性（MTT法测细胞毒性）、抗菌效能（琼脂扩散法和微量稀释法测MIC）、抗氧化能力（DPPH自由基清除实验）和抗糖尿病潜力（α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制实验）。

抗癌活性：选择性杀伤癌细胞

研究通过对宫颈癌HeLa细胞和前列腺癌PC3细胞的毒性实验发现，MgO NPs表现出剂量依赖性的抗癌活性，IC₅₀值分别为179.4 μg/mL和190.67 μg/mL。值得注意的是，其对正常Vero细胞的毒性较低（IC₅₀=550.7 μg/mL），显示出良好的选择性杀伤作用。显微镜下可观察到癌细胞出现形态学改变，如细胞变圆、脱壁和颗粒化，表明NPs通过诱导细胞凋亡或坏死发挥抗癌效应。

抗菌与抗生物膜：突破耐药屏障

MgO NPs对革兰阳性菌（Bacillus subtilis和Staphylococcus aureus）和革兰阴性菌（Klebsiella pneumoniae和Salmonella typhi）均表现出显著抑制作用。其中对Bacillus subtilis的抑菌圈最大（27.57 mm），MIC值低至62.5 μg/mL。更引人注目的是其抗生物膜能力：在200 μg/mL浓度下，对S. aureus ATCC 35556和E. coli ATCC 25922的生物膜抑制率分别达到69.6%和55.5%，且该活性与杀菌作用无关，表明其特异性靶向生物膜基质。

抗氧化与抗糖尿病：协同代谢调节

在抗氧化实验中，MgO NPs的DPPH自由基清除IC₅₀值为180.2 μg/mL。在抗糖尿病方面，其对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制IC₅₀分别为38.8 μg/mL和76.71 μg/mL，虽然活性略低于对照药物阿卡波糖，但其多功能特性为糖尿病综合管理提供了新选择。研究人员认为这种酶抑制活性与其抗氧化特性密切相关，可通过减轻氧化应激间接改善糖尿病并发症。

该研究通过绿色合成方法成功制备了具有多重生物活性的MgO NPs，其抗癌、抗菌、抗氧化和抗糖尿病效应为开发针对残疾人群复合健康问题的整合型纳米疗法提供了概念验证。特别是其显著的抗生物膜活性和对正常细胞的低毒性，使其在慢性创面管理和医疗器械涂层领域具有广阔应用前景。研究人员也指出未来需要进一步开展体内安全性和机制研究，但无疑，这项工作是向开发可持续、多功能纳米医学材料迈出的重要一步。