基于益生菌胞外多糖-氧化锌纳米颗粒的结直肠癌基因调控新策略

本研究创新性地利用植物乳杆菌（L. plantarum）源胞外多糖（EPS）生物合成氧化锌纳米颗粒（ZnONPs），通过调控Wnt/β-catenin通路关键基因（ING4/APC/DHX32/P53）表达，显著抑制SW480结直肠癌细胞增殖，为益生菌衍生纳米材料在肿瘤精准治疗领域提供新范式。

　　

章节亮点 (Section snippets)

标准菌株 (Standard strains)

本研究使用的益生菌菌株源自伊朗生物资源中心（IBRC），包含八种标准益生菌：植物乳杆菌（L. plantarum）ATCC 14917、鼠李糖乳杆菌（Lacticaseibacillus rhamnosus）ATCC 7469、罗伊氏粘液乳杆菌（Limosilactobacillus reuteri）ATCC 23272、干酪乳杆菌（Lacticaseibacillus casei）ATCC 393、加氏乳杆菌（Lactobacillus gasseri）ATCC 11842、德氏乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）ATCC 11842、短乳杆菌（Levilactobacillus brevis）DSM 6235以及两株副干酪乳杆菌（Lacticaseibacillus paracasei）ATCC 25302和ATCC 25598。

益生菌验证实验 (Probiotic confirmation tests)

细菌在37°C的固体和液体MRS培养基中培养。进行了革兰氏染色、过氧化氢酶试验、产气试验、不同NaCl浓度下的生长试验以及不同温度下的生长试验。结果详见表2。此外，根据光密度（OD）值测定了四种筛选出的益生菌的生长速率，以及它们在含胆汁盐培养基中培养24小时后的存活率。通过比较初始OD值与在2、4、6、8、12、18和24小时记录的OD值，绘制了生长曲线。

讨论 (Discussion)

癌症仍是全球主要死亡原因之一，尽管治疗手段取得重大进展，但对新疗法和更有效方法的探索从未停止。当前疗法虽以癌细胞为靶点，却常波及健康组织，导致明显副作用。在癌症相关研究中，益生菌及其代谢产物（即后生元）通过调节Wnt/β-catenin、核因子κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等信号通路发挥关键作用。

结论 (Conclusion)

本研究结论凸显了源自益生菌植物乳杆菌的胞外多糖（EPS）和生物合成的氧化锌纳米颗粒（ZnONPs）在结直肠癌（CRC）管理中的潜力，其观察到的生物活性也暗示了潜在益处。通过调控CRC进展中关键基因的表达水平，这些代谢产物展现出显著的抗癌特性。实时荧光定量PCR（qPCR）分子分析显示，植物乳杆菌EPS和ZnONPs上调了肿瘤抑制基因ING4和APC的表达，同时下调了血管生成相关基因DHX32和致癌突变体P53的表达。这些发现表明，基于益生菌的纳米材料可能通过精准调控基因表达，为结直肠癌治疗提供创新性治疗策略。