Fremstilling af fucoidan-nanoselen og dets hæmning af tumorcelleproliferation
Ud over hjerte-kar-sygdomme er kræft i dag den næststørste dødsårsag blandt mennesker. På grund af den vanskelige behandling, den lange behandlingscyklus og de høje behandlingsomkostninger er det en tung byrde for folks liv. Kemoterapi er en af de vigtigste metoder til behandling af kræft i moderne vestlig medicin, men på grund af de alvorlige bivirkninger og resistens over for kemoterapimedicin er behandlingseffekten ikke ideel. Derfor er det stadig et presserende problem at udvikle et bredspektret antitumorlægemiddel med høj effektivitet og ingen toksiske bivirkninger.
Selen (Se) er et essentielt sporstof for menneskekroppen og spiller en vigtig rolle i syntesen af glutathionperoxidase, thioredoxinreduktase og andre enzymer. Det deltager i forskellige livsaktiviteter og har stor betydning for menneskers sundhed. Samtidig har selen også forskellige funktionelle aktiviteter som f.eks. antioxidant og antitumor. Forskning har vist, at kræftpatienter lider af selenmangel i kroppen. Tilstrækkeligt indtag af selen kan beskytte normale celler og reducere forekomsten af kræft. Det sikre doseringsområde for Se, der kan bruges i organismer, er dog meget snævert, og det er let at forårsage forgiftning på grund af overdreven brug. Derfor er det afgørende at udforske og udvikle sikre former for Se for at reducere dets toksicitet. Forskning har vist, at sammenlignet med traditionelle former for Se har selen-nanopartikler (SeNPs) lavere toksicitet og bedre biotilgængelighed på grund af deres unikke størrelse og overfladeeffekter. SeNP'er har dog høj aktivitet på grund af manglen på nabokoordinerende atomer på deres overflade, hvilket gør dem ekstremt ustabile ved stuetemperatur og tilbøjelige til at aggregere og danne mere giftig elementær Se. Derfor bruges dispergeringsmidler generelt til fremstilling af SeNP'er for at øge deres dispergerbarhed. Polysaccharider har hydroxylgrupper i deres molekylære struktur, som kan binde sig til Se gennem intermolekylære hydrogenbindinger for at forhindre aggregering af SeNP'er. Derfor bruges polysaccharider ofte til at sprede SeNP'er. På nuværende tidspunkt er der rapporteret om polysaccharider, der anvendes som nanoselenmodifikatorer, herunder astragalus-polysaccharider, konjac-glucomannan osv.
Fucoidan (FD) er et naturligt vandopløseligt polysaccharid, der stammer fra brunalger og består af sulfateret fucoidan, mannose, arabinose, glucuronsyre og andre monosaccharider. Forskere har fundet ud af, at fucoidan har forskellige funktionelle aktiviteter såsom antitumor-, antioxidant- og antiinflammatoriske effekter. Men der findes i øjeblikket ingen rapporter om modifikation af nanoselen med fucoidan. Derfor bruger denne artikel FD som stabilisator til at fremstille fucoidan-selen-nanopartikler (FD SeNPs) gennem redoxreaktioner. Enkeltfaktor- og responsoverfladeeksperimenter bruges til at optimere parametrene for fremstillingsprocessen, og yderligere strukturel identifikation og hæmning af tumorcelleproliferation undersøges, hvilket giver teoretisk datastøtte til udvikling og anvendelse af FD SeNP'er som tumorcellehæmmere.

Denne artikel opnåede de optimale forberedelsesprocesparametre for FD SeNPs gennem enkeltfaktor- og responsoverfladeoptimeringseksperimenter, som er en reaktionstemperatur på 35 °C, en reaktionstid på 1 time, et molforhold mellem ascorbinsyre og natriumselenit på 14:1 og en FD-koncentration på 0,8 mg/mL. Under disse betingelser blev den mindste partikelstørrelse målt til (83,40 ± 0,55) nm, potentialet var (-31,89 ± 0,47) mV, og selenindholdet nåede 29,93%. Yderligere identifikation af strukturen afslørede, at FD danner ensartet sfæriske nanopartikler på overfladen af SeNP'er gennem hydroxyladsorption, hvilket indikerer, at de polære grupper i polysaccharider effektivt kan hæmme aggregeringen af SeNP'er.

Den nuværende forskning har fundet, at antitumormekanismerne hovedsageligt omfatter hæmning af tumorcellevækst, hæmning af tumorcellemetastase eller invasion og forbedring af kroppens immunregulerende evne til at opnå antitumoreffekter. Forskning har vist, at SeNP'er, der bruger polysaccharider som skabeloner, kan fremme udtrykket af relaterede apoptotiske proteiner og autofagi-markørproteiner og derved inducere tumorcelleapoptose og autofagi. In vitro-antitumorforsøget i denne undersøgelse viste, at FD-modificerede SeNP'er kan forbedre SeNP'ernes evne til at hæmme tumorcelleproliferation betydeligt og have god celleselektivitet, men dens specifikke virkningsmekanisme skal undersøges yderligere.