环糊精功能化修饰纳米银负载姜黄素的制备及其抗肿瘤活性

2017-11-11 06:21陈建平秦小明谌素华钟赛意
食品科学 2017年21期
关键词:工作液环糊精姜黄

陈建平,余 苗,秦小明,谌素华,钟赛意,*

(1.广东海洋大学食品科技学院,广东 湛江 524088;2.广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室,广东 广州 510640; 3.江西省粮油质量监督检验中心,江西 南昌 330046)

环糊精功能化修饰纳米银负载姜黄素的制备及其抗肿瘤活性

陈建平1,2,余 苗3,秦小明1,谌素华1,钟赛意1,*

(1.广东海洋大学食品科技学院,广东 湛江 524088;2.广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室,广东 广州 510640; 3.江西省粮油质量监督检验中心,江西 南昌 330046)

采用纳米银材料制备负载姜黄素(curcumin,Cur)的β-环糊精(β-cyclodextrin,β-CD)功能化纳米银——Ag@β-CD@Cur,并进一步对其抗肿瘤活性进行测定。运用透射电子显微镜和纳米粒度仪鉴定Ag@β-CD@Cur的表面形貌、粒径大小和稳定性。运用倒置荧光显微镜和3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐法检测Ag@β-CD@Cur对人肝癌细胞HepG2形态和活性的影响,并进一步采用流式细胞术检测细胞凋亡比例。实验结果表明,所制备的Ag@β-CD@Cur是纯度很高的单质银,且大小均一、表面光滑,粒径约为2 nm。同时,Ag@β-CD@Cur具有较好的稳定性,能在水中稳定存在30 d。经Ag@β-CD@Cur处理HepG2细胞24 h后,HepG2细胞的形态出现明显的变圆、细胞核固缩等细胞凋亡特征,同时,细胞存活率从对照组的100%降低到24%,进一步的流式细胞术分析结果表明,细胞凋亡比例从对照组的2.5%增加到51.0%。实验结果表明,纳米化后的Cur具有较强的抗肿瘤活性效果,这为Cur在纳米制剂的应用提供了一定的技术手段和理论数据参考。

姜黄素;β-环糊精;银纳米粒子;制备;抗肿瘤活性

姜黄素(curcumin,Cur)是从姜科姜黄属植物姜黄根茎中提取的一种脂溶性酚类物质[1]。目前,在国内外的食品工业当中,姜黄素是一种重要的香料、色素和抗氧化剂,广泛应用于咖哩、烤肉卷、芥菜酱、面食、糕点、糖果、罐头、饮料、果酒、果汁及烹饪菜肴等[2-6]。研究表明,Cur的结构中含有酚羟基,在细胞膜发生脂质过氧化反应时,其酚羟基可以发生氧化反应,能有效终止自由基反应[4],因而其表现出诸多生理活性,比如抗氧化[7-8]、抗肿瘤[9-10]、抗炎[11-12]、防止衰老等。然而,由于Cur的水溶性差,存在于食品中的Cur被人体摄入后生物利用度较低,难以发挥应有的抗氧化和抗肿瘤等活性作用,极大地限制了它在抗肿瘤临床方面的应用范围及应用价值。

目前,已有研究证实,可以运用多种方法来提高Cur的生物利用度,比如,将Cur制备成纳米粒子[13-14]、脂质体[15-16]、微球[17]、磷脂复合物[18]和各种Cur的结构衍生物等[19-20]。其中,纳米技术是近年来发展的一种新型技术,纳米银(nano sliver,AgNPs)粒子作为一种新兴的功能纳米材料,在生物学领域有着广泛的应用[21]。AgNPs是指粒径在1~100 nm之间的金属银微粒,是金属银的一种特殊形态。AgNPs具有体积小、比表面积大、物理化学性质独特、对人体细胞毒性低等优点,广泛用作抗癌药物的载药体系[22-23]。然而,目前还未见有关采用AgNPs材料制备Cur纳米粒子的研究报道。为此,本实验采用AgNPs作为药物载体对Cur进行负载制备Cur纳米粒子并进一步考察其抗肿瘤活性。为了提高AgNPs的稳定性,本实验首先采用β-环糊精(β-cyclodetrin,β-CD)对AgNPs进行功能化修饰,然后对Cur进行负载从而制备负载Cur的环糊精功能化银纳米粒子——Ag@β-CD@Cur,并对其抗肿瘤活性进行评价。研究结果对于指导Cur在临床上的合理应用、优化给药方案、改进药物剂型以及质量控制等方面具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

Cur(质量分数≥99.9%)、碘化丙啶(propidium iodide,PI)染料 美国Sigma公司;β-CD(食品级) 山东新大精细化工有限公司产品;硝酸银、VC、无水乙醇(均为分析纯) 国药集团化学试剂有限公司;3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide,MTT)、改良杜氏伊格尔培养基(Dulbecco’s modified eagle medium,DMEM)、胎牛血清、青霉素和链霉素 美国Hyclone公司;人肝癌细胞HepG2 美国ATCC公司。

1.2 仪器与设备

BP301S电子天平 德国Sartorius公司;Nano-ZS纳米粒度仪 英国Malvern公司;TEANAI-10透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM) 荷兰Philips公司;Centrifuge 5804R离心机 德国Eppendorf公司;倒置显微镜 日本Olympus公司;Versamax酶标仪美国Molecular Devices公司;FACS Aria流式细胞仪美国Waters公司。

1.3 方法

1.3.1 AgNPs的合成

AgNPs的合成参照文献[23]。称取AgNO3粉末16 mg溶于40 mL Milli-Q水中配成400 μg/mL AgNO3溶液。称取16 mg VC溶于40 mL Milli-Q水中配成400 μg/mL VC储备溶液。在磁力搅拌的条件下,取0.1 mL 400 μg/mL VC溶液逐滴加入到4 mL AgNO3(400 μg/mL)溶液中,搅拌2 h后,在水中透析24 h除去过量的VC和AgNO3。AgNPs溶液经超声2 min后,用0.2 μm的多孔滤膜进行过滤制得AgNPs。最后,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry,ICP-AES)对AgNPs浓度进行测定。

1.3.2 Ag@β-CD及Ag@β-CD@Cur和Ag@Cur的制备

将0.1 mL VC储备溶液逐滴加入到4 mL AgNO3溶液中,经磁力搅拌2 h后,加入3.792 mg β-CD,磁力搅拌6 h,然后经透析后获取纯化后的AgNPs负载体系。取上述溶液,于10 000 r/min离心10 min,去离子水洗3 遍,样品冷冻干燥得到Ag@β-CD。

将0.1 mL VC储备溶液逐滴加入到4 mL AgNO3溶液中,经磁力搅拌2 h后,加入3.792 mg β-CD和80 μL 1 mmol/L Cur,磁力搅拌6 h,然后经透析后获取纯化后的AgNPs负载体系。取上述溶液,于10 000 r/min离心10 min,去离子水洗3 遍,样品冷冻干燥得到Ag@β-CD@Cur。

将0.1 mL VC储备溶液逐滴加入到4 mL AgNO3溶液中,经磁力搅拌2 h后,加入80 μL 1 mmol/L Cur,磁力搅拌6 h,然后经透析后获取纯化后的AgNPs负载体系。取上述溶液,于10 000 r/min离心10 min,去离子水洗3 遍,样品冷冻干燥得到Ag@Cur。

1.3.3 Ag@β-CD@Cur物理性质测定

1.3.3.1 TEM观察Ag@β-CD@Cur形貌

将样品Ag@β-CD@Cur均匀分散滴在铜网上,TEM测定样品微粒的大小、形貌和均匀性。同时,采用能量色散X射线光谱仪(energy dispersive X-ray spectroscopy,EDX)扫描分析Ag@β-CD@Cur的元素组成。

1.3.3.2 纳米粒度仪测定Ag@β-CD@Cur的粒径及稳定性

用Nano-ZS纳米粒度仪测定Ag@β-CD@Cur的粒径变化及相应Zeta电位,与AgNPs和Ag@β-CD相比较。测试条件:入射光为氦氖激光,波长λ为633 nm,入射角为90°,测量稳定温度为(25.0±0.1)℃。

1.3.4 Ag@β-CD@Cur抗肿瘤活性测定

1.3.4.1 细胞培养

HepG2细胞复苏后培养在含10%胎牛血清、100 U/mL青霉素和50 U/mL链霉素的DMEM完全培养液中,于37 ℃、5% CO2的培养箱中培养,根据细胞的生长状态传代,取对数生长期细胞用于以下MTT实验。

1.3.4.2 MTT法测定细胞存活率

细胞存活率的测定根据Chen Tianfeng[24]、Chen Jianping[25]等的方法进行操作。取对数生长期的细胞进行实验,经细胞传代后,调整细胞密度。将HepG2细胞以2×104个/孔接种于96 孔培养板,置于37 ℃、5% CO2的培养箱中培养24 h。向不同的96 孔板中分别加入2.5 µg/mL AgNPs工作液、Ag@β-CD工作液、Ag@Cur工作液、Ag@β-CD@Cur工作液处理HepG2细胞,以不添加工作液的细胞培养液作为对照组。经不同方式处理的HepG2细胞分别培养24 h后,采用倒置显微镜观察细胞的形态变化。然后,往96 孔细胞培养板中加入5 mg/mL MTT,每孔20 μL,放入37 ℃培养箱中孵育4 h后除去上层清液,每孔加入150 μL二甲基亚砜,在摇床上振荡10 min,待紫色结晶物充分溶解后,用酶标仪在570 nm波长处测定各孔OD值。以对照组的OD值为100%,计算不同处理组中的细胞存活率。

式中:ODi表示不同处理组的OD值;OD0表示对照组的OD值。

1.3.4.3 流式细胞术检测细胞凋亡比例

细胞凋亡率的测定根据Su Jianyu等[26]的方法进行操作。取对数生长期的HepG2细胞,经消化离心、计数,接种到6 cm的培养皿中,细胞密度为6×104个/mL,培养箱中孵育24 h后,分别用2.5 µg/mL AgNPs工作液、Ag@β-CD工作液、Ag@Cur工作液、Ag@β-CD@Cur工作液处理HepG2细胞24 h,以不添加工作液的细胞培养液作为对照组。然后用0.25%胰蛋白酶消化收集细胞,用磷酸盐缓冲液洗2 次,离心后得到的细胞用-20 ℃预冷的75%乙醇固定,吹打均匀后置于-20 ℃过夜,次日1 000×g离心5 min,倒掉上清液,加入500 μL PI染料,置于4 ℃中避光染色20 min后上机待测。流式细胞仪激发波长为488 nm,发射波长为630 nm,每个样品至少分析10 000 个细胞,用软件Multi Cycle分析细胞周期。

2 结果与分析

2.1 Ag@β-CD@Cur的鉴定

图1 AgNPs(A)、Ag@β-CD(B)和Ag@β-CD@Cur(C)的TEM结果图Fig. 1 TEM images of AgNPs (A), Ag@β-CD (B) and Ag@β-CD@Cur (C)

用TEM观察所制备的Ag@β-CD@Cur,实验结果如图1所示。Ag@β-CD@Cur大小均一,粒径约为2 nm,且表面光滑,说明Ag@β-CD@Cur是粒径均匀的纳米球。

图2 Ag@β-CD@Cur的EDX元素分析Fig. 2 EDX analysis of Ag@β-CD@Cur

对Ag@β-CD@Cur表面元素进行分析。由图2可知,Ag是主要元素,占了21%,而C、O分别占了18%和11%,后两者很可能来自于β-CD和Cur,此外无其他元素的信号(所检出Cu为铜网所致),表明Ag@β-CD@Cur纯度很高。

对Ag@β-CD@Cur的稳定性进行分析后发现,Ag@β-CD@Cur在水溶液中保持稳定,在30 d内粒径维持在2 nm左右,提示所合成的纳米载药体系是稳定的纳米溶胶系统,有利于贮存和使用(图3A)。对Ag@β-CD@Cur体系的Zeta电位分析结果(图3B)显示,AgNPs的Zeta电位为-15 mV,在纳米粒子表面连接了β-CD后Ag@β-CD的Zeta电位变为50 mV。在体系中负载了Cur后,Ag@β-CD@Cur的Zeta电位减至36 mV,说明β-CD和Cur存在于AgNPs纳米体系中。

图3 Ag@β-CD@Cur稳定性Fig. 3 Stability of Ag@β-CD@Cur

2.2 Ag@β-CD@Cur的抗肿瘤活性

图4 Ag@β-CD@Cur对HepG2细胞生长的影响Fig. 4 Effect of Ag@β-CD@Cur on the growth of HepG2 cells

从图4A的倒置荧光显微成像可以看出,对照组细胞均呈不规则多边形贴壁生长,经过2.5 μg/mL AgNPs、2.5 μg/mL Ag@β-CD、2.5 μg/mL Ag@Cur和2.5 μg/mL Ag@β-CD@Cur处理HepG2细胞24 h后,HepG2细胞的生长状态均受到了抑制。然而,相比AgNPs、Ag@β-CD和Ag@Cur,Ag@β-CD@Cur抑制HepG2细胞生长更明显,表现为细胞形态出现了明显的变化,细胞出现更多的变圆、细胞核固缩等细胞凋亡的生物学特征。为了验证这一实验结果,进一步采用MTT法检测细胞的存活率,实验结果如图4B所示。当用2.5 μg/mL AgNPs和2.5 μg/mL Ag@β-CD处理HepG2细胞24 h后,其细胞存活率分别为80%和72%。而当2.5 μg/mL的Ag@Cur处理HepG2细胞24 h后,其细胞存活率降低到51%。然而,用2.5 μg/mL的Ag@β-CD@Cur处理HepG2细胞24 h后,其细胞存活率达到最低,为24%。这一实验结果与观察到的细胞形态的实验结果(图4A)相一致。由此可知,相比AgNPs、Ag@β-CD和Ag@Cur,Ag@β-CD@Cur表现出更强的抗肿瘤活性。

2.3 细胞凋亡比例

图5 Ag@β-CD@Cur对HepG2细胞中细胞凋亡比例的影响Fig. 5 Effect of Ag@β-CD@Cur on the population of Sub-G1 cells in HepG2 cells

为了验证MTT的结果,进一步采用细胞流式术检测细胞凋亡比例,结果如图5所示。当用2.5 μg/mL AgNPs和Ag@β-CD处理HepG2细胞24 h后,SubG1细胞凋亡比例分别从对照组的2.5%提高到12.6%和27.1%。而当2.5 μg/mL Ag@Cur处理HepG2细胞24 h后,SubG1细胞凋亡比例增加到34.7%。然而,相比Ag@Cur,用2.5 μg/mL的Ag@β-CD@Cur处理HepG2细胞24 h后,SubG1细胞凋亡比例为51.0%,这表明Ag@β-CD@Cur抑制肿瘤细胞增殖主要是通过诱导细胞凋亡而实现的。

3 结 论

原发性肝癌,俗称“肝癌”,是世界上第5大常见的恶性肿瘤,且其死亡率高居所有癌症中第3位[27]。目前,治疗肝癌的常用化疗药物有表柔比星、丝裂霉素、5-氟尿嘧啶、顺铂等。近年来,大量研究表明,Cur对肝癌细胞具有较强的抑制效果[28]。然而,相比化疗药物,Cur对正常细胞却表现出较低的毒副作用[29-30]。这为Cur作为一种理想的抗癌药物提供了可能,然而由于其水溶性低,限制了其在临床方面的应用。本实验通过银纳米技术提高了Cur的水溶性,发现Ag@Cur能够很好地溶解在水中,并且,在水中能够稳定存在30 d,这为Cur的临床应用提供了可能。同时,Ag@β-CD@Cur处理HepG2细胞后,能极显著抑制HepG2细胞的生长(P<0.01),且抑制率达到了76%(由于细胞存活率仅为24%),且SubG1细胞凋亡比例达到了51%,表明Ag@β-CD@Cur具有较强的抗肿瘤活性效果。然而,关于Ag@β-CD@Cur抑制HepG2细胞增殖及诱导其细胞凋亡的机制还有待于进一步的研究。

[1] AMMON H P, WAHL M A. Pharmacology of curcuma longa[J].Planta Medica, 1991, 57(1): 1-7. DOI:10.1055/s-2006-960004.

[2] KARUNAGARAN D, RASHMI R, KUMAR T R. Induction of apoptosis by curcumin and its implications for cancer therapy[J]. Current Cancer Drug Targets, 2005, 5(2): 117-129.DOI:10.2174/1568009053202081.

[3] ZHANG C Y, ZHANG L, YU H X, et al. Curcumin inhibits invasion and metastasis in K1 papillary thyroid cancer cells[J]. Food Chemistry,2013, 139(1/2/3/4): 1021-1028. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.02.016.

[4] CHEN J P, LI L, SU J Y, et al. Enhancing effect of natural borneol on the cellular uptake of demethoxycurcumin and their combined induction of G2/M arrest in HepG2 cells via ROS generation[J].Journal of Functional Foods, 2015, 17(17): 103-114. DOI:10.1016/j.jff.2015.05.013.

[5] GOEL A, KUNNUMARKKARA A B, AGGARWAL B B. Curcumin as “Curecumin”: from kitchen to clinic[J]. Biochemical Pharmacology,2008, 75(4): 787-809. DOI:10.1016/j.bcp.2007.08.016.

[6] 袁鹏, 陈莹, 肖发, 等. 姜黄素的生物活性及在食品中的应用[J]. 食品工业科技, 2012, 33(14): 371-375. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2012.14.052.

[7] TVRDÁ E, TUŠIMOVÁ E, KOVÁČIK A, et al. Curcumin has protective and antioxidant properties on bull spermatozoa subjected to induced oxidative stress[J]. Animal Reproduction Science, 2016, 172:10-20. DOI:10.1016/j.anireprosci.2016.06.008.

[8] AKYUZ S, TURANY F, GURBUZLER L, et al. The antiinflammatory and antioxidant effects of curcumin in middle ear infection[J]. Journal of Craniofacial Surgery, 2016, 27(5): e494-e497.DOI:10.1097/Scs.0000000000002810.

[9] WU G Q, CHAI K Q, ZHU X M, et al. Anti-cancer effects of curcumin on lung cancer through the inhibition of EZH2 and NOTCH1[J]. Oncotarget, 2016, 7(18): 26535-26550. DOI:10.18632/oncotarget.8532.

[10] GAO W, CHAN J Y, WEI W I, et al. Anti-cancer effects of curcumin on head and neck cancers[J]. Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry,2012, 12(9): 1110-1116. DOI:10.2174/187152012803529736.

[11] JACOB J N, BADYAL D K, BALA S, et al. Evaluation of the in vivo anti-inflammatory and analgesic and in vitro anti-cancer activities of curcumin and its derivatives[J]. Natural Product Communications,2013, 8(3): 359-362.

[12] HEEBA G H, MAHMOUD M E, EI HANAFY A A, et al.Anti-inflammatory potential of curcumin and quercetin in rats:role of oxidative stress, heme oxygenase-1 and TNF-alpha[J].Toxicology and Industrial Health, 2014, 30(6): 551-560.DOI:10.1177/0748233712462444.

[13] HU S Q, WANG T R, FERNANDEZ M L, et al. Development of tannic acid cross-linked hollow zein nanoparticles as potential oral delivery vehicles for curcumin[J]. Food Hydrocolloids, 2016, 61:821-831. DOI:10.1016/j.foodhyd.2016.07.006.

[14] ABDEL-WAHHAB M A, SALMAN A S, IBRAHIM M I M,et al. Curcumin nanoparticles loaded hydrogels protects against aflatoxin B-1-induced genotoxicity in rat liver[J]. Food and Chemical Toxicology, 2016, 94: 159-171. DOI:10.1016/j.fct.2016.06.005.

[15] APIRATIKUL N, PENGLONG T, SUKSEN K, et al. In vitro delivery of curcumin with cholesterol-based cationic liposomes[J]. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 2013, 39(4): 444-450. DOI:10.1134/S1068162013030035.

[16] CHEN Y, WU Q Q, ZHANG Z H, et al. Preparation of curcuminloaded liposomes and evaluation of their skin permeation and pharmacodynamics[J]. Molecules, 2012, 17(5): 5972-5987.DOI:10.3390/molecules17055972.

[17] LI X Y, CHEN T K, XU L, et al. Preparation of curcumin micelles and the in vitro and in vivo evaluation for cancer therapy[J]. Journal of Biomedical Nanotechnology, 2014, 10(8): 1458-1468. DOI:10.1166/jbn.2014.1840.

[18] MAITI K, MUKHERJEE K, GANTAIT A, et al. Curcuminphospholipid complex: preparation, therapeutic evaluation and pharmacokinetic study in rats[J]. International Journal of Pharmaceutics, 2007, 330(1/2): 155-163. DOI:10.1016/j.ijpharm.2006.09.025.

[19] JIANG S H, WANG C L, CHEN Z Q, et al. Antioxidant properties of the extract and subfractions from old leaves of Toona sinensis roem(Meliaceae)[J]. Journal of Food Biochemistry, 2009, 33(3): 425-441.DOI:10.1111/j.1745-4514.2009.00226.x.

[20] PRASAD S, TYAGI A K, AGGARWAL B B. Recent developments in delivery, bioavailability, absorption and metabolism of curcumin: the golden pigment from golden spice[J]. Cancer Research and Treatment,2014, 46(1): 2-18. DOI:10.4143/crt.2014.46.1.2.

[21] ANAND P, KUNNUMAKKARA A B, NEWMAN R A, et al.Bioavailability of curcumin: problems and promises[J]. Molecular Pharmaceutics, 2007, 4(6): 807-818. DOI:10.1021/mp700113r.

[22] 张燕, 王强斌. 银纳米粒子的生物医学应用研究进展[J]. 生物物理学报, 2010, 26(8): 673-679.

[23] ZHU B, LI Y H, LIN Z F, et al. Silver nanoparticles induce HepG2 cells apoptosis through ROS-mediated signaling pathways[J].Nanoscale Research Letters, 2016, 11(1): 1-8. DOI:10.1186/s11671-016-1419-4.

[24] CHEN Tianfeng, ZHENG Wenjie, WONG Yumshing, et al.Mitochondria-mediated apoptosis in human breast carcinoma MCF-7 cells induced by a novel selenadiazole derivative[J].Biomedicine & Pharmacotherapy, 2008, 62(2): 77-84. DOI:10.1016/j.biopha.2007.12.002.

[25] CHEN Jianping, LI Lin, SU Jianyu, et al. Synergistic apoptosisinducing effects on A375 human melanoma cells of natural borneol and curcumin[J]. PLoS ONE, 2013, 9(6): 1-9. DOI:10.1371/journal.pone.0101277.

[26] SU Jianyu, LAI Haoqiang, CHEN Jianping, et al. Natural borneol, a monoterpenoid compound, potentiates selenocystine-induced apoptosis in human hepatocellular carcinoma cells by enhancement of cellular uptake and activation of ros-mediated DNA damage[J]. PLoS ONE,2013, 8(5): 1-11. DOI:10.1371/journal.pone.0063502.

[27] DARVESH A S, AGGARWAL B B, BISHAYEE A. Curcumin and liver cancer: a review[J]. Current Pharmaceutical Biotechnology, 2012,13(1): 218-228. DOI:10.2174/138920112798868791.

[28] WANG M, RUAN Y X, CHEN Q, et al. Curcumin induced HepG2 cell apoptosis-associated mitochondrial membrane potential and intracellular free Ca2+concentration[J]. European Journal of Pharmacology, 2011, 650(1): 41-47. DOI:10.1016/j.ejphar.2010.09.049.

[29] SYNG-AI C, KUMARI A L, KHAR A. Effect of curcumin on normal and tumor cells: role of glutathione and bcl-2[J]. Molecular Cancer Therapeutics, 2004, 3(9): 1101-1108.

[30] KUNWAR A, BARIK A, MISHRAI B, et al. Quantitative cellular uptake, localization and cytotoxicity of curcumin in normal and tumor cells[J]. Biochimica et Biophysica Acta-General Subjects, 2008,1780(4): 673-679. DOI:10.1016/j.bbagen.2007.11.016.

Preparation and Anticancer Activity of Cyclodextrin-Functionalized Curcumin-Loaded Silver Nanoparticles

CHEN Jianping1,2, YU Miao3, QIN Xiaoming1, CHEN Suhua1, ZHONG Saiyi1,*
(1. College of Food and Technology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China; 2. Guangdong Province Key Laboratory for Green Processing of Natural Products and Product Safety, Guangzhou 510640, China; 3. Grain and Edible Oil Products Quality’s Supervision and Inspection Center in Jiangxi Province, Nanchang 330046, China)

In this study, cyclodextrin-functionalized curcumin-loaded silver nanoparticles (Ag@β-CD@Cur) were prepared with silver nanomaterials and its anticancer activity was also studied. The surface morphology, particle size and stability of Ag@β-CD@Cur were detected by transmission electronic microscopy and Zetasizer Nano. Moreover, the effect of Ag@β-CD@Cur on morphological and viability changes of HepG2 cells were detected by phase-contrast microscopy and(3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide assay. Moreover, the population of apoptotic cells was detected by flow cytometric analysis. The experimental results showed that Ag@β-CD@Cur was obtained as highly pure,uniformly sized silver nanoparticles with a smooth surface. The average size of Ag@β-CD@Cur was 2 nm. Moreover,Ag@β-CD@Cur had good stability in water for 30 days. After treatment of HepG2 cells with Ag@β-CD@Cur for 24 h,apoptosis characteristics appeared such as cell swelling and cell nuclei pyknosis. At the same time, the cell viability reduced to 24% of the control group. Further flow cytometric analysis showed that the population of apoptotic cells increased from 2.5% (control) to 51.0%. The results demonstrated that after nanoparticlization, curcumin has stronger anticancer activity,which will provide a technical means and theoretical data for curcumin nano-formulation.

curcumin; β-cyclodextrin; silver nanoparticles; preparation; anticancer activity

10.7506/spkx1002-6630-201721006

TS201.2

A

1002-6630(2017)21-0038-05

2016-09-28

国家自然科学基金青年科学基金项目(21602034);广东省自然科学基金博士启动项目(2016A30310332);广东省公益研究与能力建设项目(2015A020209166);广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室开放基金项目(201617)

陈建平(1986—),男,讲师,博士,研究方向为天然产物活性物质及其生物利用。E-mail:cjp516555989@126.com

*通信作者:钟赛意(1979—),男,副教授,博士,研究方向为天然产物活性物质及其生物利用。E-mail:zsylxc@126.com

陈建平, 余苗, 秦小明, 等. 环糊精功能化修饰纳米银负载姜黄素的制备及其抗肿瘤活性[J]. 食品科学, 2017, 38(21):38-42.

10.7506/spkx1002-6630-201721006. http://www.spkx.net.cn

CHEN Jianping, YU Miao, QIN Xiaoming, et al. Preparation and anticancer activity of cyclodextrin-functionalized curcumin-loaded silver nanoparticles[J]. Food Science, 2017, 38(21): 38-42. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201721006. http://www.spkx.net.cn

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