载青蒿素的PEG400-oa纳米粒的双重抗菌与抗癌功能：与环丙沙星的协同作用及分子对接分析提供的机制见解

《BMC Biotechnology》：Dual antimicrobial and anticancer functions of artemisinin-loaded PEG400-oa nanoparticles: synergistic activity with ciprofloxacin and mechanistic insights from molecular docking

　　

摘要

青蒿素是一种源自青蒿的生物活性化合物，具有强大的抗氧化、抗菌和抗癌作用，但由于其溶解度差且生物利用度低，临床应用受到限制。鉴于多重耐药铜绿假单胞菌的发病率不断上升，寻找替代治疗策略十分重要。本研究合成了负载青蒿素的胶束/脂质体纳米粒子（Art/PEG₄₀₀-OA NPs），并对其进行了表征，并评估了它们的抗菌、抗生物膜及抗癌效果。青蒿素成功被包裹在PEG₄₀₀-OA NPs中，通过FT-IR、FE-SEM、TEM、TGA以及Zeta电位测定对其进行了表征。这些纳米粒子形态均匀，粒径分别为40.8纳米（TEM测量）和149.8纳米（FE-SEM测量），包封效率高达92.14%，同时具有良好的热稳定性和胶体稳定性。在多重耐药细菌样本中，Art/PEG₄₀₀-OA NPs与环丙沙星之间存在协同作用或部分协同作用，能够显著抑制生物膜的形成。定量RT-PCR分析显示，联合治疗可降低外排泵基因（mexA、mexB、mexX、mexY、oprM）以及与生物膜形成相关的基因（algD、pelA）的表达水平。在AGS胃癌细胞中，Art/PEG₄₀₀-OA NPs会随着剂量和时间的增加而产生细胞毒性（24小时、48小时和72小时的IC??值分别为67.75、62.25和54.98微克/毫升），同时增加细胞凋亡率（31.76% ± 4.2%），并降低伤口愈合时的细胞迁移率（56.65% ± 4.26%）。表达分析显示，肿瘤抑制性miR-34a的表达上升，而其靶基因（CTNNB1、TGFB1、MMP2和MMP9）的表达则下降。相反，miR-181a的表达降低，导致细胞凋亡相关靶基因（TP53、CASP8、CASP9）的表达上升。分子对接实验表明，青蒿素能与关键的细菌蛋白和致癌蛋白紧密结合。总体而言，Art/PEG₄₀₀-OA纳米粒子是一种高效的双功能纳米治疗平台，可用于对抗抗生素耐药性感染和胃癌。

图形摘要

青蒿素是一种源自青蒿的生物活性化合物，具有强大的抗氧化、抗菌和抗癌作用，但由于其溶解度差且生物利用度低，临床应用受到限制。鉴于多重耐药铜绿假单胞菌的发病率不断上升，寻找替代治疗策略十分重要。本研究合成了负载青蒿素的胶束/脂质体纳米粒子（Art/PEG₄₀₀-OA NPs），并对其进行了表征，并评估了它们的抗菌、抗生物膜及抗癌效果。青蒿素成功被包裹在PEG₄₀₀-OA NPs中，通过FT-IR、FE-SEM、TEM、TGA以及Zeta电位测定对其进行了表征。这些纳米粒子形态均匀，粒径分别为40.8纳米（TEM测量）和149.8纳米（FE-SEM测量），包封效率高达92.14%，同时具有良好的热稳定性和胶体稳定性。在多重耐药细菌样本中，Art/PEG₄₀₀-OA NPs与环丙沙星之间存在协同作用或部分协同作用，能够显著抑制生物膜的形成。定量RT-PCR分析显示，联合治疗可降低外排泵基因（mexA、mexB、mexX、mexY、oprM）以及与生物膜形成相关的基因（algD、pelA）的表达水平。在AGS胃癌细胞中，Art/PEG₄₀₀-OA NPs会随着剂量和时间的增加而产生细胞毒性（24小时、48小时和72小时的IC??值分别为67.75、62.25和54.98微克/毫升），同时增加细胞凋亡率（31.76% ± 4.2%），并降低伤口愈合时的细胞迁移率（56.65% ± 4.26%）。表达分析显示，肿瘤抑制性miR-34a的表达上升，而其靶基因（CTNNB1、TGFB1、MMP2和MMP9）的表达则下降。相反，miR-181a的表达降低，导致细胞凋亡相关靶基因（TP53、CASP8、CASP9）的表达上升。分子对接实验表明，青蒿素能与关键的细菌蛋白和致癌蛋白紧密结合。总体而言，Art/PEG₄₀₀-OA纳米粒子是一种高效的双功能纳米治疗平台，可用于对抗抗生素耐药性感染和胃癌。

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