新型含二甲双胍砷纳米颗粒（MTF@As NPs）的潜力：抗氧化及细胞毒性研究

为解决癌症及氧化应激相关疾病治疗难题，研究人员开展新型含二甲双胍砷纳米颗粒（MTF@As NPs）研究。结果显示，MTF@As NPs 粒径 14 - 38nm，抗氧化活性强，对 MCF7 和 NIH3T3 细胞有显著细胞毒性，为相关疾病治疗提供新方向。

　　在医学领域，癌症和其他氧化应激相关疾病的发病率不断攀升，成为威胁人类健康的重大难题。传统癌症治疗手段面临诸多挑战，比如癌症生物学机制复杂，肿瘤具有异质性，而且新疗法研发成本高昂、临床试验周期漫长，还得确保对不同患者群体安全有效。全球范围内，乳腺癌和肺癌是导致癌症死亡的主要原因，许多乳腺癌患者会发生骨、肝、肺和脑等部位的转移。

在众多研究的化合物中，砷及其衍生物因具有多种生物效应而备受关注，尤其是在肿瘤学领域。砷元素存在多种同素异形体和氧化态，历史上被广泛应用于医药、军事等多个领域，但因其毒性，应用受到限制。尽管如此，研究发现含砷化合物具有抗菌、抗病毒和抗癌等活性，像三氧化二砷（ATO）在治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）方面效果显著，能大幅提高患者生存率，不过它也存在如白细胞增多、肝肾功能障碍等副作用。

纳米技术的兴起为解决这些问题带来了希望。纳米材料在医学和制药领域展现出独特优势，可用于构建新型药物递送系统，提高药物疗效并降低毒性。含砷纳米颗粒（NPs）能够通过多种机制诱导癌细胞凋亡，研究人员尝试将 ATO 包裹在不同纳米结构中，以增强其抗癌效果并减少副作用。此外，二甲双胍（MTF）作为治疗 2 型糖尿病的传统药物，近年来发现它不仅能抑制多种肿瘤细胞增殖、诱导凋亡，还与其他化合物具有协同抗癌作用。

基于上述背景，伊朗克尔曼医科大学（Kerman University of Medical Sciences）的研究人员开展了一项关于新型含二甲双胍砷纳米颗粒（MTF@As NPs）的研究。该研究成果发表在《BMC Chemistry》上，为相关疾病的治疗提供了新的思路和潜在方案。

研究人员在本次研究中使用了多种关键技术方法。首先，采用微波辐射法合成 MTF@As NPs，以硼氢化钠为还原剂，在二甲双胍存在的条件下制备纳米颗粒。之后，运用紫外 - 可见光谱（UV - Vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、能量色散 X 射线光谱（EDS）和扫描电子显微镜（SEM）等技术对纳米颗粒进行表征。同时，利用 DPPH 自由基清除实验和铁还原实验评估其抗氧化性能；通过体外溶血实验检测纳米颗粒与红细胞的相容性；采用 MTT 法测定 MTF@As NPs 对 MCF7 乳腺癌细胞和 NIH3T3 小鼠胚胎成纤维细胞的细胞毒性。

研究结果如下：

• 纳米颗粒的制备与表征：通过微波辐射法成功制备出 MTF@As NPs，反应后混合物颜色变为深棕色。UV - Vis 光谱显示，反应前后吸收峰发生变化，形成的砷纳米颗粒在 260nm 附近有宽吸收峰，MTF@As NPs 在 232nm 处有特征峰。MTF@As NPs 粒径在 14 - 38nm 之间，最常见的粒径为 18nm，呈球形，且相互连接形成较大颗粒。EDS 分析表明纳米颗粒中存在砷、碳和氮元素，FTIR 分析证实了二甲双胍成功附着在纳米颗粒表面，定量分析得出每毫克 MTF@As NPs 含有 18.6 ± 0.3μg 二甲双胍。
• 抗氧化活性：在 20 - 1280μg/mL 浓度范围内，MTF@As NPs 的 DPPH 自由基清除能力显著高于 As NPs 和抗坏血酸。在 80 - 1280μg/mL 浓度区间，MTF@As NPs 的铁还原能力强于 As NPs；在浓度大于 320μg/mL 时，MTF@As NPs 的铁还原能力比抗坏血酸更显著。
• 溶血特性：MTF@As NPs 的溶血率高于 As NPs，但在所有测试浓度下，根据 ASTMF 756 - 08 标准，两种纳米颗粒的溶血率均在允许范围内，表明它们与红细胞具有一定的相容性。
• 细胞毒性：MTF@As NPs 对 MCF7 和 NIH3T3 细胞均有细胞毒性，处理 24 小时后，MCF7 细胞的半数抑制浓度（IC₅₀）为 33.5 ± 2.6μg/mL，NIH3T3 细胞的 IC₅₀为 5.7 ± 0.3μg/mL。在 40 - 640μg/mL 浓度范围内，MTF@As NPs 对 MCF7 细胞的细胞毒性比 As NPs 更显著；在 10 - 640μg/mL 浓度区间，MTF@As NPs 和 As₂O₃对 NIH3T3 细胞的毒性比 MCF7 细胞更强。

研究结论与讨论部分指出，MTF@As NPs 展现出作为新型纳米颗粒的巨大潜力，对 MCF7 细胞具有显著的细胞毒性。其抗氧化活性优于 As NPs，且与人类红细胞具有良好的相容性，这为其在医学领域的应用奠定了基础。然而，MTF@As NPs 细胞毒性的具体机制尚未完全明确，仍需进一步深入研究。该研究为开发新型有效的纳米药物以对抗各种疾病迈出了重要一步，有望为未来癌症和其他相关疾病的治疗提供新的策略和方法。