从黑接骨木提取物中绿色合成的银纳米颗粒作为潜在的TMPRSS2抑制剂：对SARS-CoV-2抗病毒治疗的意义

《Materials Today Communications》：Green-Synthesized Silver Nanoparticles from Black Elderberry Extract as Potential TMPRSS2 Inhibitors: Implications for SARS-CoV-2 Antiviral Therapeutics

绿合成的黑莓银纳米颗粒（BE_AgNPs）通过抑制TMPRSS2酶活性阻断新冠病毒等病毒入侵，同时展现显著抗菌效果。通过UV-Vis、TEM等表征证实其17.62±4.91nm的立方晶体结构，细胞毒性测试显示安全浓度下>80%细胞存活率，抑制率最高达46.88%。黑莓富含的槲皮素、绿原酸等酚类物质赋予纳米颗粒非共价靶向TMPRSS2的能力，为抗病毒治疗提供新策略。

　　本研究聚焦于利用黑接骨木（Sambucus nigra）提取物进行绿色合成和表征银纳米颗粒（AgNPs），并探讨其对跨膜丝氨酸蛋白酶2（TMPRSS2）的抑制作用。TMPRSS2是一种关键的宿主酶，能够促进包括SARS-CoV-2在内的病毒进入细胞。随着SARS-CoV-2引发的全球疫情，对病毒入侵机制的研究变得尤为重要，因为这为开发新的抗病毒策略提供了可能。研究者认为，通过绿色合成方法制备的AgNPs，不仅可以减少传统化学合成过程中的毒副作用，还能够通过其独特的表面特性与病毒蛋白产生特异性相互作用，从而有效抑制病毒的侵入和传播。

在本研究中，AgNPs的合成采用了黑接骨木提取物作为还原剂和稳定剂，而无需使用有毒的化学试剂。这种绿色合成方法的优势在于其环境友好性和生物安全性，这使得AgNPs在生物医学领域的应用更加广泛。为了进一步验证AgNPs的生物活性，研究者使用了多种表征技术，包括紫外-可见（UV-Vis）光谱、动态光散射（DLS）用于分析颗粒尺寸和聚散度指数（PDI）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱、透射电子显微镜（TEM）、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）以及X射线衍射（XRD）。这些技术的综合应用不仅帮助研究者确认了AgNPs的结构和形貌，还为评估其生物活性提供了可靠的依据。

研究结果表明，合成的BE_AgNPs平均粒径为17.62 ± 4.91纳米，显示出显著的抗菌活性，其抑制区直径达到23.11 ± 0.35毫米。在抗菌活性测试中，BE_AgNPs被用于对抗大肠杆菌（Escherichia coli），这一结果证明了其作为抗菌材料的潜力。此外，通过XTT实验评估了BE_AgNPs对L929细胞的细胞毒性，结果显示在所有测试浓度下，细胞存活率均超过80%。这一结果表明，BE_AgNPs在较高浓度下仍表现出良好的生物相容性，这为它们在治疗病毒性疾病和伴随的细菌感染中的应用提供了支持。

在TMPRSS2抑制实验中，BE_AgNPs表现出浓度依赖性的抑制作用，当浓度达到100微克/毫升时，其抑制率达到了46.88%。尽管这一抑制率低于阳性对照药物Camostat的水平，但研究者认为，BE_AgNPs可能通过非共价相互作用来抑制TMPRSS2。这种机制与传统的化学合成AgNPs不同，后者通常使用化学配体进行修饰，而绿色合成的AgNPs则依赖于植物提取物中的天然成分。因此，研究者推测，黑接骨木提取物中的多酚类化合物，如绿原酸、槲皮素、儿茶素和肉桂酸，可能在AgNPs的形成过程中起到了关键作用，这些化合物不仅能够促进AgNPs的还原和稳定，还可能通过增强其生物活性来提高对TMPRSS2的抑制效果。

在植物提取物中，黑接骨木因其丰富的多酚类成分而成为合成AgNPs的理想选择。这些多酚类成分不仅具有良好的抗氧化活性，还能够有效增强AgNPs的表面功能，使其能够与TMPRSS2产生特异性相互作用。这种相互作用可能在不破坏酶的结构的情况下，影响其催化活性，从而阻止病毒的进入和复制。相比之下，其他植物提取物，如姜、姜黄、黑胡椒等，虽然也具有一定的抗菌和抗病毒作用，但在抑制TMPRSS2方面可能效果不如黑接骨木提取物。因此，研究者认为，黑接骨木提取物中的多酚类成分可能在提高AgNPs对TMPRSS2的抑制能力方面具有独特优势。

此外，研究者还对黑接骨木提取物的化学成分进行了详细分析，确认其中含有多种生物活性成分，包括绿原酸、槲皮素、儿茶素和肉桂酸。这些成分不仅能够促进AgNPs的形成，还可能在AgNPs的表面修饰过程中起到关键作用。通过高效液相色谱（HPLC）分析，研究者能够准确识别和量化这些主要的生物活性成分，为理解AgNPs的生物活性提供了重要的数据支持。这些成分的协同作用可能使AgNPs在抑制病毒蛋白的同时，还具有增强抗菌和抗病毒能力的潜力。

在生物医学领域，AgNPs的应用前景广阔，尤其是在抗病毒和抗菌治疗方面。随着病毒性疾病对全球健康体系的威胁日益增加，开发新型抗病毒策略变得尤为迫切。研究者认为，通过绿色合成方法制备的AgNPs，不仅可以减少传统化学合成过程中的环境负担，还能够通过其独特的表面化学特性与病毒蛋白产生特异性相互作用，从而有效抑制病毒的侵入和传播。这种非共价相互作用机制为AgNPs在抗病毒治疗中的应用提供了新的思路，同时也为未来的研究提供了方向。

本研究不仅关注了AgNPs的物理和化学特性，还探讨了其在生物医学领域的潜在应用。通过综合分析多种表征技术和生物活性测试，研究者能够全面评估BE_AgNPs的性能，确认其在抗菌、抗病毒和抑制TMPRSS2方面的潜力。这些结果表明，绿色合成的AgNPs不仅具有良好的生物相容性，还可能成为一种多功能的纳米材料，用于治疗多种病毒性疾病和伴随的细菌感染。此外，研究者还强调了植物提取物在纳米材料合成中的重要性，认为其不仅能够提供天然的还原剂和稳定剂，还可能通过其丰富的生物活性成分提高纳米材料的性能。

在实验过程中，研究者使用了多种材料和试剂，包括银硝酸盐（AgNO3）和乙醇，这些试剂均来源于Sigma-Aldrich公司。实验用水则使用了Millipore Direct-Q3纯化系统，以确保实验的准确性。通过这些实验材料，研究者能够准确制备出高质量的AgNPs，并对其进行详细的表征和测试。实验结果不仅为理解AgNPs的形成机制提供了支持，还为评估其生物活性提供了可靠的数据。

本研究的结论表明，绿色合成的BE_AgNPs在抑制TMPRSS2方面具有显著的潜力，这为抗病毒治疗提供了新的策略。同时，这些AgNPs在抗菌活性和细胞毒性方面也表现出良好的性能，这使得它们在治疗病毒性疾病和伴随的细菌感染方面具有广泛的应用前景。此外，研究者还强调了植物提取物在纳米材料合成中的重要性，认为其不仅能够提供天然的还原剂和稳定剂，还可能通过其丰富的生物活性成分提高纳米材料的性能。因此，本研究为未来开发新型抗病毒和抗菌纳米材料提供了重要的理论和实践支持。

综上所述，本研究通过绿色合成方法制备了银纳米颗粒，并对其进行了详细的表征和生物活性测试。研究结果表明，这些AgNPs不仅具有良好的抗菌活性和细胞相容性，还可能通过非共价相互作用有效抑制TMPRSS2，从而阻止病毒的侵入和传播。这些发现为未来开发新型抗病毒和抗菌纳米材料提供了重要的参考，并表明绿色合成方法在生物医学领域的应用潜力巨大。同时，本研究也强调了植物提取物在纳米材料合成中的重要性，认为其不仅能够提供天然的还原剂和稳定剂，还可能通过其丰富的生物活性成分提高纳米材料的性能。这些成果有望为病毒性疾病和细菌感染的治疗提供新的思路和方法。