淀粉功能化Berberis-ZnO纳米颗粒：叶酸-吉西他滨靶向递送与头孢曲松释放用于癌症靶向治疗与抗菌应用

本研究针对癌症治疗与抗生素耐药性双重挑战，开发了基于Berberis integerrima提取物介导的ZnO NPs多功能纳米平台。通过氨基化淀粉(AMST)稳定化和叶酸(FA)靶向修饰，分别负载吉西他滨(GEM)和头孢曲松(CEF)，实现pH响应性抗癌药物释放(89.4%@pH5.0)和持续抗菌药物释放(93.5%@pH7.4)。该平台对SKOV3癌细胞具有选择性细胞毒性(87%抑制率)，并显著增强对李斯特菌和大肠杆菌的抗菌效果(抑菌圈增大6mm)，为肿瘤-感染协同治疗提供了新策略。

　　

在21世纪医学取得巨大进步的背景下，癌症和抗生素耐药性感染仍是全球健康的重大威胁。据统计，2022年全球新增癌症病例约2000万例，死亡970万例，而抗生素滥用导致的耐药菌株更使感染治疗陷入困境。这两种威胁在临床中往往相互交织——癌症患者因免疫功能受损更易发生耐药菌感染，形成恶性循环。传统化疗药物如吉西他滨(Gemcitabine, GEM)虽有效但缺乏靶向性，而抗生素如头孢曲松(Ceftriaxone, CEF)对耐药菌效果有限。纳米医学的兴起为解决这一困境提供了新思路，其中锌氧化物纳米颗粒(Zinc Oxide Nanoparticles, ZnO NPs)因其独特性质备受关注，但传统化学合成法存在环境毒性问题。

来自伊朗的研究团队在《Journal of Drug Delivery Science and Technology》发表研究，创新性地采用Berberis integerrima植物提取物绿色合成ZnO NPs，并通过氨基化淀粉(Aminated Starch, AMST)功能化提升稳定性，分别构建叶酸(Folic Acid, FA)靶向的GEM递送系统(ZnO NPs-AMST-FA-GEM)和CEF抗菌系统(ZnO NPs-AMST-CEF)。关键技术包括植物介导的绿色合成、紫外-可见光谱(UV-Vis)表征、动态光散射(DLS)粒径分析、高效液相色谱(HPLC)药物释放检测、细胞毒性(MTT)实验及实时定量PCR基因表达分析。

【材料与方法】
研究团队从伊朗马赞达兰省采集Berberis integerrima果实，通过水提法制备植物提取物，与醋酸锌溶液反应生成ZnO NPs。采用AMST进行表面修饰后，分别偶联FA负载GEM或直接负载CEF，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电镜(TEM)验证结构。

【UV-Vis分析】
UV-Vis光谱在360nm处显示特征吸收峰，证实ZnO NPs成功合成。DLS显示功能化后粒径从40nm增至110nm，Zeta电位由-25mV变为+18mV，证明AMST修饰有效。

【药物释放研究】
GEM在酸性环境(pH5.0)中40小时释放率达89.4%，符合肿瘤微环境特性；CEF在中性条件(pH7.4)下50小时缓释93.5%，满足抗菌需求。

【细胞毒性实验】
ZnO NPs-AMST-FA-GEM对SKOV3卵巢癌细胞的抑制率(87%@80μg/mL)显著高于正常真皮成纤维细胞(NHDF,57%)，证实FA靶向性。基因分析显示β-catenin和Cyclin D1下调，促凋亡基因BAX上调/抗凋亡基因BCL2下调。

【抗菌实验】
ZnO NPs-AMST-CEF对李斯特菌和大肠杆菌的抑菌圈比游离CEF增大6mm(0.125μg/mL)，显示协同抗菌效应。

结论表明，该研究开创性地将植物源性ZnO NPs发展为"一材两用"平台：通过FA介导的靶向递送和pH响应释放实现精准抗癌，同时利用AMST稳定化实现长效抗菌。其环境友好的合成方法、显著的选择性毒性和双重治疗效能，为肿瘤-感染共治提供了创新解决方案。特别值得注意的是，该系统通过调控Wnt/β-catenin通路关键基因，揭示了纳米药物表观遗传调控的新机制。这项来自伊朗团队的成果，为发展可持续的纳米医药提供了重要范式。