生物合成硒纳米颗粒作为一种有前景的抗血吸虫剂：对小鼠氧化应激和促炎细胞因子的调节
研究亮点
- 从辣椒(Capsicum annuum)提取物制备的生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)对小鼠体内的曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)表现出强烈的驱虫和免疫调节作用。
- 使用生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)(0.5 mg/kg)治疗显著降低了氧化应激和核因子κB (NF-κB)，下调了干扰素-γ (IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)和白细胞介素-1β (IL-1β)的表达。
- 生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)被证明是治疗血吸虫病的一种替代疗法。
摘要
血吸虫属(Schistosoma)是导致人类血吸虫病的最重要的医学相关物种。血吸虫病的主要驱虫药物是吡喹酮(PZQ)，它对成虫有效，并可能通过增强对再感染的抵抗力而提供免疫介导的优势；然而，它对幼虫阶段的疗效有限。最近，寄生虫感染的天然疗法引起了更多关注。本研究旨在评估从辣椒(Capsicum annuum)提取物制备的生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)对曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)感染小鼠肝脏的驱虫、抗氧化和免疫调节作用。使用五组小鼠；第一组作为对照组。第二组给予生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)(0.5 mg/kg)。另外三组每组注射60±10个尾蚴；第三组作为阳性对照，第四组用生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)(0.5 mg/kg)治疗。最后一组给予吡喹酮(500 mg/kg)。结果表明，在给予生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)(0.5 mg/kg)的小鼠肝组织中，氧化应激和核因子κB (NF-κB)显著降低。此外，它降低了感染小鼠肝组织中TNF-α、IFN-γ、IL-1β和IL-10细胞因子的表达。此外，与感染组相比，肝脏中成虫负担数量减少了48%，并伴有组织病理学变化的减少，包括胶原沉积减少所证明的肝纤维化减轻。对生物合成硒纳米颗粒处理小鼠中蠕虫的扫描电子显微镜研究表明，出现了严重的体被异常，包括侵蚀和身体卷曲。物理化学表征证实了生物合成硒纳米颗粒的成功合成，这通过紫外-可见光谱、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析得到证明。总之，生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)是一种有前景的治疗选择，可以通过综合抗寄生虫、抗氧化和免疫调节机制来减少血吸虫病引起的小鼠肝脏损伤。
引言
超过2.5亿人受到血吸虫病的困扰，这是一种可能导致急性和慢性疾病的寄生虫感染。然而，血吸虫寄生虫持续感染引起的医学进展、膀胱癌和肝纤维化仍然是致残的副作用[1, 2]。曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)导致实质损伤，并导致代谢衰竭和肝活性氧物种的显著不平衡，这可能会增加患癌症的风险[3, 4]。由于脂质过氧化物水平的升高，它导致氧化状态上升[5]。吡喹酮仍然是地方性地区血吸虫病的主要商业药物[6]。然而，它对被称为"血吸虫体"的未成熟蠕虫无效，使其不适合在高度地方性地区使用[7]。因此，创造一种新的、有效的药物来控制血吸虫病是至关重要的。最近，天然产品已被广泛用于治疗许多寄生虫疾病[8]。辣椒(Capsicum annuum)是一种开花植物，通常被称为辣椒或胡椒，属于茄科，在世界各地被用作香料以及医药和食品的成分[9]。纳米医学已经成为治疗各种人类疾病(包括寄生虫感染)的一种可行方法。硒纳米颗粒(SeNPs)因其独特的抗氧化特性而受到相当大的关注，这是由于它们能够激活硒蛋白，而硒蛋白在细胞防御过程中发挥着重要作用[10]。一些研究已经利用扫描电子显微镜(SEM)来观察用各种纳米颗粒处理后曼氏血吸虫成虫和卵的形态变化。Hamdan等人[11]评估了绿色银纳米颗粒对血吸虫感染小鼠的疗效，观察到超微结构改变和总蠕虫负担减少。同样，El-Sayed等人[12]观察了辣木(Moringa oleifera)纳米颗粒在小鼠旋毛虫病中的治疗效果。根据Dkhil等人的研究[5]，硒和金的纳米颗粒表现出抗血吸虫功能，可防止小鼠空肠损伤。Patil等人[13]的研究结果也支持了这一点，他们发现用C. annuum提取物制备的生物合成金纳米颗粒(AuNPs)表现出抗氧化和抗衰老特性，86%显示出自由基清除活性。纳米颗粒具有独特的化学和物理特性，如巨大的表面积和纳米尺寸，使其能够进入活细胞。它们已被证明具有抗菌、抗病毒和抗寄生虫特性[14]。最近的研究主要集中在硒纳米颗粒上，因为它们具有独特的特性和广泛的生物用途[15]。因此，硒纳米颗粒正越来越多地被研究作为减少感染引起的氧化应激和组织损伤的潜在治疗剂。许多研究已经评估了细胞因子水平，以了解纳米生物提取物的免疫调节作用。例如，Abdel-Tawabet等人[16]确定了用载有囊泡的螺旋藻(Spirulina platensis)处理的S. mansoni感染小鼠的总蠕虫负担和血清细胞因子及CD4+。因此，本研究旨在评估从辣椒(Capsicum annuum)提取物衍生的生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)在曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)感染小鼠中的抗血吸虫、抗氧化和免疫调节作用，特别关注肝病理学和寄生虫负担。
辣椒提取物制备
从埃及伊斯梅利亚省的一个农场购买了新鲜的C. annuum果实。该植物的分类由埃及赫勒万大学理学院的专家确认。收集的果实被清洗、切成小块、打开，然后在阴凉处干燥。之后，干燥的果实用电动研磨机研磨成粉末。将90克粉末浸泡在70%甲醇中，在4°C下连续摇晃24小时，提取物储存在...
生物合成硒纳米颗粒的制备与表征
使用C. annuum提取物成功生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)最初通过从棕色变为黄色的可见颜色变化来表明，确认了纳米颗粒的形成(图2A，B)。紫外-可见分光光度分析进一步通过显示在328 nm处的特征吸收峰证实了生物合成硒纳米颗粒的形成(图2)。透射电子显微镜(TEM)分析显示，合成的生物合成硒纳米颗粒主要是球形的，分散良好...
讨论
血吸虫病是一种主要的寄生虫疾病，在热带地区构成了重大的公共卫生挑战。由于吡喹酮对血吸虫的幼虫阶段效果较差，并且存在耐药性问题，迫切需要新的治疗药物。辣椒提取物已被证明表现出广泛的生物活性，可能是其药用效果的原因[26]。此外，研究表明，辣椒素和辣椒在体外和体内...
结论
我们的研究结果表明，从C. annuum甲醇提取物衍生的生物合成硒纳米颗粒(Bio-SeNPs)具有作为吡喹酮等商业药物替代品治疗血吸虫病的潜在治疗价值。它们的疗效涉及多种生物活性，包括减少肝病理学、成虫死亡率、减轻氧化应激以及调节促炎细胞因子反应...
作者贡献声明
Amina A. Ghedan：撰写-审阅与编辑，撰写-原始草稿，资源，方法学，正式分析。Mohamed A. Dkhil：撰写-审阅与编辑，验证，监督，软件，资源，调查，概念化。Irene S. Gamil：撰写-审阅与编辑，可视化，监督，资源，调查，概念化。Mona F. Khalil：撰写-审阅与编辑，监督，软件，方法学，调查，正式分析。Rewaida Abdel-Gaber：资源...
伦理批准声明
作者遵循了赫勒万大学理学院机构动物护理和使用委员会(HU-IACUC)的伦理委员会规则，批准编号：HU-IACUC/Z/YE0911-53。
致谢
本研究得到了沙特阿拉伯利雅得公主诺拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学研究人员支持项目编号[PNURSP2026R96]的支持。
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