综述:银纳米颗粒(AgNPs)的双刃剑效应:合成、影响因素、毒性机制及抗癌潜力——截至2025年3月的最新综述

【字体: 时间:2025年06月14日 来源:Biological Trace Element Research 3.4

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  (编辑推荐)本文系统评述了银纳米颗粒(Ag-NPs)在抗菌抗癌应用与细胞毒性间的平衡关系,揭示了其尺寸(<10 nm)、剂量依赖性毒性机制(如氧化应激、线粒体损伤),并探讨绿色合成(green-synthesized)对生物医学应用的优化潜力,为纳米材料安全设计提供关键视角。

  

Abstract

银纳米颗粒(Ag-NPs)凭借其强效抗菌和抗癌特性,已广泛应用于化妆品、医疗及抗菌产品领域。然而,其尺寸(尤其是<10 nm颗粒)、剂量及暴露时间的差异会显著影响生物相互作用,导致肝脏、脾脏和脑部等器官的累积毒性。动物实验证实,Ag-NPs可穿透血脑屏障(BBB),通过诱发活性氧(ROS)爆发、线粒体功能障碍和DNA断裂等途径引发细胞凋亡。

Graphical Abstract

研究数据显示,2005-2025年间文献检索中,涉及Ag-NPs抗癌活性的论文达1100篇,而 cytotoxicity 相关研究高达2879篇,凸显其"双刃剑"特性。绿色合成法因其环境友好性备受关注——460篇研究聚焦其抗癌效果,3418篇探索合成工艺优化。

关键发现

  1. 尺寸效应:粒径<10 nm的Ag-NPs更易穿透细胞膜,通过表面等离子共振(SPR)增强自由基生成;
  2. 表面化学修饰:聚乙二醇(PEG)涂层可降低免疫原性,但会改变纳米颗粒的器官分布模式;
  3. 毒性通路
    • 线粒体途径:Ag+
      离子释放导致ATP合成抑制;
    • 表观遗传干扰:组蛋白去乙酰化酶(HDAC)异常激活;
  4. 抗癌潜力:通过p53依赖/非依赖途径选择性杀伤肿瘤细胞,对乳腺癌MCF-7细胞的IC50
    低至5 μg/mL。

未来展望

需建立标准化毒性评估体系,平衡治疗效益(如PD-1/PD-L1联合疗法)与生态风险。仿生合成(bioinspired synthesis)和微流控技术(microfluidics)或将成为下一代Ag-NPs精准调控的关键。

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