《International Journal of Biological Macromolecules》：Biogenic fabrication of bovine serum albumin nanoparticles using
Sargassum aquifolium extract: Optimization, physicochemical characterization, and preliminary in vitro scratch-closure evaluation
编辑推荐：
•Sargassum aquifolium提取物实现了稳定BSA-NPs的绿色合成。•优化条件产生的BSA-NPs产率约为3950 μg/mL。•BSA-NPs呈球形，分散良好，平均粒径为26.85 ± 9.89 nm。•ζ电位为?35 mV，证实了优异的胶体稳定性。•BSA
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Sargassum aquifolium提取物实现了稳定BSA-NPs的绿色合成。
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优化条件产生的BSA-NPs产率约为3950 μg/mL。
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BSA-NPs呈球形，分散良好，平均粒径为26.85 ± 9.89 nm。
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ζ电位为?35 mV，证实了优异的胶体稳定性。
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BSA-NPs促进了HFB4细胞迁移并实现了完全伤口闭合。
引言
白蛋白是一种天然丰富的血浆蛋白，具有优异的生物相容性、可生物降解性、低毒性和低免疫原性。其独特的分子结构包含多个结合位点，能够容纳各种内源性和外源性化合物，包括小分子治疗药物、肽类和核酸。这些特性使其能够实现高效的药物负载和运输，同时提高治疗药物（包括抗癌药物）的溶解度、稳定性、循环时间以及整体药代动力学和药效学性能，优于传统制剂[1], [2]。
在白蛋白家族中，卵白蛋白（OVA）、牛血清白蛋白（BSA）和人血清白蛋白（HSA）是三个已被广泛表征并应用于多种生物医学领域的不同成员[3]。BSA（又称V组分）是一种酸性球形血浆蛋白，主要从牛血中获得。其良好的生物相容性、物理化学稳定性以及与多种配体结合的能力使其成为药物研究和纳米生物技术中的宝贵材料。在结构上，BSA分子由一条包含583个氨基酸残基的多肽链组成，折叠成三个相似但结构不同的结构域（结构域I、II和III），每个结构域又进一步分为两个亚结构域。BSA的分子量范围为66.5–69 kDa，在25°C水溶液条件下等电点为4.7[4], [5]。
牛血清白蛋白纳米粒子（BSA-NPs）具有多种优势，包括优异的生物相容性、可扩展性、成本效益以及通过增强的渗透性和滞留效应（EPR效应）在肿瘤组织中自然积累的倾向[4], [6]。BSA-NPs以其广泛的配体结合多样性而著称，这归因于纳米粒子表面的一系列化学反应性表面基团，具体包括氨基（–NH?）、羧基（–COOH）和巯基（–SH）残基，这些基团支持与治疗化合物之间多样的共价和非共价相互作用[1], [4]。BSA-NPs可以通过去溶剂化法、乳化法、热凝胶化法、自组装法和纳米喷雾干燥法等方法合成[1]。去溶剂化法是将与水混溶的有机溶剂加入BSA水溶液中，降低蛋白质溶解度并诱导受控的蛋白质聚集，然后通过戊二醛交联得到116–166 nm的纳米粒子；然而，交联剂毒性和严格的过程控制仍是问题[6], [7], [8]。由于传统合成方法经常依赖有机溶剂和危险试剂，绿色合成作为环保替代方案应运而生，利用生物资源，包括植物衍生的农业废弃物提取物、藻类、真菌和细菌来生产功能性纳米粒子，应用于多种用途[9], [10], [11]。过程控制方法，包括高剪切合成，也被用于制备和优化蛋白质基纳米粒子[12]。
BSA已被广泛应用于药物递送系统以及疟疾、结核病和获得性免疫缺陷综合征（AIDS）等疾病的诊断中[5]。白蛋白也被用于多种病理状况的管理，包括糖尿病、癌症和类风湿性关节炎[13]。此外，白蛋白基纳米粒子系统在肿瘤学中引起了广泛关注，用于多种癌症类型的诊断和治疗应用，包括乳腺癌、肺癌、胰腺癌、肝癌、结直肠癌、前列腺癌、卵巢癌和胃癌，以及淋巴母细胞白血病[14], [15]。其在肿瘤组织中自然积累的特性进一步支持了其在靶向药物递送和体内成像中的应用，从而实现治疗与诊断的结合[2]。白蛋白纳米粒子已被探索用于各种疾病的诊断和治疗，包括肾脏炎症和肝脏疾病[14]。由于这种潜在的固有抗菌效果，白蛋白纳米粒子被认为是治疗牙周炎、根尖周炎和种植体周围炎等牙齿感染的有前景的系统[16]。此外，白蛋白是一种强效的细胞外抗氧化剂，为抵御自由基介导的损伤提供实质性保护[16]。Lin等人[17]开发了能够通过白蛋白结合蛋白介导的途径穿越血脑屏障的白蛋白纳米粒子，从而实现向胶质瘤组织的靶向递送。与传统制剂相比，这些纳米粒子表现出更高的肿瘤蓄积和更好的治疗效果，支持其在胶质瘤和其他中枢神经系统疾病的脑靶向治疗中的潜在应用[17]。Kumbhar等人[18]报告称，白蛋白纳米粒子代表了一种有前景的基于吸入的肺部治疗药物递送系统，因为其具有高药物负载能力、增强的肺部靶向性和可控释放行为，这可以提高治疗效果同时降低全身毒性。同样，Sun等人[19]将白蛋白纳米粒子描述为一种有效的口服药物递送平台，可增强胃肠道稳定性，改善吸收，保护药物免受酶降解，从而增加生物利用度和治疗效果。
本研究旨在开发一种可持续的海基方法，利用Sargassum aquifolium热水提取物作为可能参与纳米粒子形成和胶体稳定的生物分子天然来源，通过绿色合成法制备BSA-NPs，无需添加化学交联剂。对所合成的BSA-NPs在粒径、形貌、胶体稳定性及相关物理化学性质方面进行了全面表征。随后应用面心中心复合设计对制备过程进行统计优化，以最大化BSA-NPs的产率。最后，评估了优化BSA-NPs的伤口愈合潜力，以探索其潜在的生物医学应用。
本研究的创新之处在于具体使用Sargassum aquifolium热水提取物作为纳米粒子组装和胶体稳定性的可能贡献者，避免了使用剧烈的化学交联剂。据我们所知，这是首次将S. aquifolium介导的BSA-NPs制备、FCCCD优化、物理化学表征和初步HFB4划痕闭合评估相结合的研究。
章节摘要
化学品、细胞培养材料和仪器
除非另有说明，否则所有用于测定中的化学品和试剂均为分析纯。牛血清白蛋白（V组分；纯度≥98%；Sigma-Aldrich，美国；CAS号9048-46-8）用作蛋白质前体；乙醇（绝对纯度，99.8%纯度）来自英国劳克斯伯勒的Fisher Scientific。Folin–Ciocalteu试剂购自罗马尼亚布加勒斯特的Fluka Biochemika，而没食子酸由美国佛罗里达州橙城的Biomedical Inc.提供。氯化铝、氢氧化钠、钠
Sargassum aquifolium干热水提取物的GC–FAME图谱
对Sargassum aquifolium干热水提取物的气相色谱（GC-FID）分析揭示了九种脂肪酸甲酯（FAMEs），根据它们的保留时间和峰面积进行鉴定（表1）。检测到的化合物包括从C6到C18的饱和、单不饱和和多不饱和脂肪酸。色谱图显示棕榈酸甲酯（42.33%）为主要化合物，其次是油酸甲酯（17.94%）、硬脂酸甲酯（15.17%）和肉豆蔻酸甲酯
结论
本研究利用Sargassum aquifolium热水提取物作为可能参与纳米粒子组装和胶体稳定的生物分子天然来源，展示了BSA-NPs的绿色生物合成，同时避免了添加常规化学交联剂。GC-FID鉴定出九种FAMEs，主要为棕榈酸甲酯（42.33%）、油酸甲酯（17.94%）和硬脂酸甲酯（15.17%）。这些组成发现为研究可能的参与提供了基础
局限性
初步的体外划痕闭合评估仅限于两个浓度和一个处理后时间点。未来研究应包括独立的生物学重复、更广泛的浓度和时间范围，以及补充的活力、增殖和迁移测定。由于未包含单独提取物的对照，研究结果仅将纯化的BSA-NPs与天然BSA进行比较，无法确定纳米粒子的形成是否增强了提取物的活性或
CRediT作者贡献声明
Noura El-Ahmady El-Naggar: 写作–审阅与编辑、写作–初稿、验证、监督、软件、资源、项目管理、正式分析、数据整理、概念化。Aly Samy Alashry: 方法学。Amira Mohamed Kamal: 方法学。Esraa Mustafa Selim: 方法学。Esraa Taha ElSaeedy: 方法学。Ehap Ashraf Awad: 方法学。Omnia Ebrahim Elhoseiny: 方法学。Nada Salah Ellithy: 监督、方法学、调查、数据整理。
写作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明
在本工作准备过程中，作者使用了ChatGPT来协助改写稿件的某些部分以提高清晰度和可读性。在使用该工具后，作者仔细审阅并编辑了文本，并对已发表文章的内容承担全部责任。
致谢
作者衷心感谢埃及亚历山大的SRTA-City，通过其中央实验室服务中心为部分分析和测量提供了机构和分析支持。
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