姜黄素纳米颗粒：抗击耐药大肠杆菌诱导结肠癌的新希望

《Clinical Phytoscience》：Targeted delivery of Zingiber officinale Roscoe extract-loaded chitosan nanoparticles for inhibition of multidrug-resistant Escherichia coli-induced HCT-116 colon cancer

在结肠癌治疗中，多药耐药大肠杆菌（MDR E. coli）引发的感染严重影响治疗效果，传统疗法面临诸多挑战。研究人员开展了姜（Zingiber officinale Roscoe）提取物负载壳聚糖纳米颗粒（GELCs）抑制 MDR E. coli 诱导的 HCT-116 结肠癌细胞的研究，发现 GELCs 抗菌和抗癌效果显著，为结肠癌治疗带来新希望。

　　在全球范围内，结肠癌是一个严峻的健康挑战，其发病率和死亡率都很高。据世界卫生组织（WHO）数据显示，2023 年约有 190 万新的结直肠癌病例被报告，每年超过 93.5 万人因此死亡。除了遗传和生活方式因素外，慢性感染尤其是由大肠杆菌（E. coli）引起的感染，在结肠癌的发生和发展中起着重要作用。一些大肠杆菌菌株，如多药耐药大肠杆菌（MDR E. coli）和黏附侵袭性大肠杆菌（AIEC），能通过产生毒素、诱导慢性炎症等方式促进肿瘤生长。同时，MDR E. coli 的出现使治疗更加困难，传统的化疗、放疗等手段不仅存在副作用大的问题，还容易产生耐药性，因此急需开发新的治疗方法。

为了解决这些问题，来自尼日利亚迈杜古里大学药学院的研究人员开展了一项关于姜（Zingiber officinale Roscoe）提取物负载壳聚糖纳米颗粒（GELCs）抑制 MDR E. coli 诱导的结肠癌的研究。该研究成果发表在《Clinical Phytoscience》上，为结肠癌的治疗提供了新的思路和方法。

研究人员采用了多种关键技术方法。在制备姜提取物时，从传统医学从业者处收集新鲜姜根茎，经干燥、粉碎后，用索氏提取器以 80% v/v 甲醇为溶剂进行提取。对于 GELCs 的合成，先将壳聚糖溶解在醋酸中，调节 pH 后加入姜提取物，再滴加三聚磷酸钠（TPP）引发离子凝胶化反应形成纳米颗粒。之后利用动态光散射（DLS）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术对纳米颗粒进行表征，还通过多种实验方法评估其抗菌、抗癌等活性。

研究结果如下：

• 纳米颗粒的表征：制备的 GELCs 平均粒径为 150 ± 5 nm，zeta 电位为 + 32.5 mV，包封率为 84.3%。DLS 分析显示粒径均匀，PDI 为 0.25；SEM 观察到纳米颗粒呈球形、表面光滑；FTIR 表明姜提取物成功包裹在壳聚糖纳米颗粒中，且 GELCs4 在 6 小时内呈现持续释放模式123。
• 抗菌活性：GELCs 对 MDR E. coli 表现出强大的抗菌活性，其最低抑菌浓度（MIC）在 30 - 40 μg/mL 之间，最低杀菌浓度（MBC）为 60 μg/mL，相比单独的姜提取物，能更有效地抑制细菌生长，减少细菌菌落形成单位（CFUs）达 83%45。
• 细胞毒性和抗癌活性：MTT 实验表明，GELCs 对 HCT-116 结肠癌细胞的抑制作用呈剂量依赖性，IC₅₀值约为 22.8 μg/mL，低于单独姜提取物的 IC₅₀值（48.6 μg/mL），说明 GELCs 能更有效地抑制癌细胞生长。体内实验也显示，GELCs 治疗组的肿瘤体积抑制效果最佳67。
• 诱导细胞凋亡：通过流式细胞术分析发现，72.04% 的 HCT-116 细胞在接触 GELCs 后经历早期和晚期凋亡，高于单独使用姜提取物的情况。qPCR 分析显示，GELCs 处理组中促凋亡基因 BAX 表达增加，抗凋亡基因 Bcl - 2 表达降低，BAX/Bcl - 2 比值达到 11.3，表明 GELCs 具有显著的促凋亡作用89。
• 炎症调节：ELISA 检测结果表明，GELCs 处理的共培养体系中，促炎细胞因子 IL - 6、TNF - α 和 IL - 1β 水平显著降低，说明 GELCs 能有效减轻由 E. coli 感染引起的炎症反应10。

研究结论和讨论部分指出，本研究证明了 GELCs 作为一种针对结肠癌和 MDR E. coli 感染的双重疗法具有巨大潜力。GELCs 通过提高姜提取物的生物利用度和实现持续释放，增强了其抗菌和抗癌活性，比游离姜提取物更有效地降低 HCT-116 结肠癌细胞的活力并促进细胞凋亡，同时还能调节炎症反应。然而，该研究仍存在一定局限性，虽然在体外和体内实验中取得了较好的效果，但还需要进一步的体内和临床研究来验证其安全性和治疗潜力，以实现实际临床应用。尽管如此，这项研究为结肠癌治疗提供了新的方向，推动了基于纳米技术的天然药物治疗癌症的发展，有望为患者带来更有效的治疗方案。