海藻酸钠/聚乙烯吡咯烷酮纳米载体负载瑞鲍迪苷A与甜菊苷的合成表征及其抗肿瘤递药应用

本研究针对传统化疗药物毒性高、靶向性差等问题，开发了负载天然甜菊糖苷（Rebaudioside A/R和Stevioside/S）的NaAlg/PVP纳米凝胶递药系统。通过体外实验证实，R/S纳米凝胶对MCF-7、HepG2等癌细胞抑制率达54.75–78.86%，且对VERO正常细胞毒性低（IC50=30.90–46.50 μM），显著增强DNA结合力（IC50 31.50–33.90 μM）和Topo-II抑制活性（IC50 0.95–1.10 μM），为天然产物抗肿瘤应用提供新策略。

　　

癌症治疗领域长期面临化疗药物毒性大、耐药性高和靶向性不足的挑战。传统化疗在杀伤肿瘤细胞的同时，常导致严重副作用如骨髓抑制、消化道反应等，且肿瘤细胞易通过基因突变产生耐药性。更棘手的是，多数化疗药物缺乏组织特异性，难以在病灶部位富集。这些问题促使科学家将目光投向天然产物和纳米递药技术的结合——既能利用植物活性成分的多靶点作用，又能通过纳米载体实现精准投递。

沙特阿拉伯Taif大学的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，创新性地将甜菊叶中提取的两种天然甜味剂——瑞鲍迪苷A（R）和甜菊苷（S）装载至海藻酸钠（NaAlg）与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）构建的纳米凝胶中。这两种糖苷此前已被证实可通过激活caspase通路诱导癌细胞凋亡，但存在水溶性差、生物利用度低等问题。通过纳米载体改造后，其抗肿瘤效价显著提升：对乳腺癌MCF-7、肝癌HepG2等细胞的抑制率最高达78.86%，且对正常细胞VERO的毒性维持在较高安全范围（IC₅₀＞30 μM）。更关键的是，该纳米系统展现出优异的DNA结合能力与拓扑异构酶II（Topo-II）抑制活性，为天然产物的抗肿瘤机制提供了新见解。

研究采用紫外光谱（UV-Vis）验证药物装载效果，通过细胞毒性实验（MTT法）评估抗增殖活性，并运用DNA/甲基绿结合实验和分子对接技术探究作用靶点。实验样本中的植物材料采自埃及Assiut地区的甜菊叶片，经柱层析纯化获得R和S单体。

主要研究结果

1. 纳米载体表征：UV-Vis光谱显示R/S与NaAlg/PVP形成稳定复合物，粒径分析证实纳米凝胶尺寸在100 nm内，符合EPR效应（增强渗透滞留效应）要求。
2. 抗肿瘤活性：R纳米凝胶对HCT116结肠癌细胞抑制率高达72.86%，S纳米凝胶对MCF-7细胞效果最佳（63.96%），而R/S组合纳米凝胶展现协同效应，对所有测试癌细胞系的抑制率均超过50%。
3. 安全性验证：所有制剂对VERO细胞的IC₅₀值均高于30 μM，选择性指数（SI）达3-5倍，远优于传统化疗药物。
4. 机制研究：分子对接显示R/S通过糖基侧链嵌入DNA小沟，其平面结构域与Topo-II催化核心的TYR⁵⁰形成氢键，解释其纳摩尔级抑制活性（IC₅₀＜1 μM）。

结论与展望
该研究首次将食品添加剂瑞鲍迪苷A和甜菊苷转化为高效低毒的纳米抗肿瘤制剂。其创新性体现在三方面：一是利用NaAlg/PVP的pH响应性实现肿瘤微环境靶向释放；二是通过结构改造使天然糖苷具备DNA嵌入剂特征（含平面芳环和质子化氧基）；三是证实R/S组合可协同阻断Topo-II介导的DNA修复。这种"食品成分-纳米技术-肿瘤靶向"三位一体的策略，为开发新一代绿色抗癌药物开辟了道路。后续研究可进一步优化载药率，并探索其在肿瘤免疫微环境调节中的作用。

（注：全文数据及结论均源自Shaymaa M.M. Mohamed等作者的原文献，技术细节未涉及质粒构建等基因操作步骤，分子对接靶点PDB-code:4G0U未在正文标注）