金黄色葡萄球菌是临床常见的革兰氏阳性致病菌,其分泌的外毒素(如α-溶血素)会直接破坏宿主红细胞及组织细胞,引发溶血、炎症反应等一系列危害,严重时可加剧感染进程。传统抗生素治疗易破坏肠道有益菌群,还可能诱导耐药性,因此寻找能中和细菌外毒素的天然活性物质,成为抗菌领域的研究热点。
研究背景
药食同源刺梨,解锁纳米级活性宝藏
刺梨是贵州特色药食两用植物,富含维生素C、多糖等活性成分,享有“维C之王”美誉,已被证实具有抗氧化、抗菌等功效。植物来源纳米囊泡作为新型活性载体,能携带蛋白质、脂质、核酸等成分,生物安全性高、易被吸收。但目前对刺梨的研究多集中于传统成分提取,其纳米级活性载体的潜力尚未被充分挖掘,本研究首次聚焦刺梨纳米囊泡,拓展了特色植物的研究维度。
实验设计
多维验证,解码纳米囊泡活性
1. 动物模型:选用SPF级KM雄性小鼠,经2.0~Gy^{60}Co全身照射+环磷酰胺注射构建骨髓抑制模型,造模成功后表现为血细胞数量显著下降
1. 制备与表征:采用超速差速离心法从新鲜刺梨中提取RDNs,通过透射电镜观察形态,检测粒径、Zeta电位及蛋白质、脂质、RNA等组成成分。
2. 稳定性测试:考察不同温度(4℃、-80℃)、pH环境(模拟胃液pH1.2、肠液pH6.5)及结构破坏(化学、物理方法)对RDNs的影响,明确其稳定保存条件。
3. 活性检测:通过DPPH、ABTS⁺自由基清除实验评估抗氧化活性;采用α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制实验检测降血糖潜力;以大鼠红细胞为模型,测定RDNs对金黄色葡萄球菌外毒素的抗溶血效果。
研究结论
刺梨纳米囊泡——天然的“活性多面手”
实验证实,从刺梨中提取的纳米囊泡(RDNs)具有显著生物活性:抗氧化能力突出,对ABTS⁺自由基清除率最高可达99.8%,且呈浓度依赖性;能有效抑制金黄色葡萄球菌外毒素引发的溶血,使溶血率从64%降至8%;对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶有一定抑制作用(抑制率分别为48%和21%);同时稳定性良好,-80℃可稳定保存12天,模拟胃液环境中结构不易破坏,为天然抗氧化剂和抗菌剂开发提供了优质原料。
原理揭秘
双重核心机制,发挥天然活性
1. 抗氧化机制:刺梨纳米囊泡富含脂质(含植物甾醇、卵磷脂)、蛋白质等活性成分,可通过清除体内DPPH、ABTS⁺等自由基,减少氧化应激对细胞的损伤,且活性随浓度升高而增强。
2. 抗毒溶血机制:并非直接杀灭金黄色葡萄球菌,而是通过囊泡与细菌外毒素的特异性结合,阻断外毒素对红细胞的破坏,从源头抑制溶血效应,避免抗生素带来的菌群失衡问题。
深层解析
刺梨纳米囊泡,优势何在
刺梨纳米囊泡的核心优势体现在“精准靶向+安全温和”:相比传统抗生素,它不直接杀灭细菌,而是中和外毒素,减少对有益菌群的干扰,降低耐药性风险;抗氧化活性显著优于生姜、大蒜等常见可食用植物的纳米囊泡;且在模拟胃液中结构稳定,口服后能顺利通过胃部到达肠道发挥作用。虽降血糖活性弱于阳性药,但作为天然提取物,其多效性(抗氧化+抗毒溶血)仍具有独特应用价值,推测活性受限可能与成分纯度、膜结构影响活性释放有关。
结语与展望
纳米级载体,开启刺梨应用新蓝海
本研究首次成功制备并表征刺梨纳米囊泡,明确了其多重生物活性,丰富了药食同源植物的活性载体研究,为天然抗氧化剂和抗菌剂开发提供了新思路。
展望未来,可进一步优化提取工艺,提高刺梨纳米囊泡的产量与纯度;深入分离鉴定其活性核心成分,明确抗氧化、抗毒溶血的关键物质;开展动物体内实验,验证其在体内的抗氧化、抗菌效果及代谢规律;同时探索其在食品保鲜、医药敷料等领域的应用,让这一贵州特色植物的纳米级宝藏,在更多场景中发挥天然活性价值。
参考文献:
曹明未,庞玉新,魏永耀,等.刺梨纳米囊泡的制备、表征及其抗氧化、降血糖与抗毒溶血活性研究[J/OL].食品工业科技,1-19[2025-12-02].https://doi.org/10.13386/j.issn1002-0306.2025040349.
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文章来源-刺梨研究院