引言：应对抗菌素耐药性的新策略
抗菌素耐药性（AMR）因抗生素的过度使用已成为全球重大健康威胁，亟需寻找具有多重作用机制且安全有效的新解决方案。天然产物及其衍生物在抗微生物药物研发中占据显著优势。其中，植物代谢物（如多酚）能靶向微生物细胞膜、干扰DNA/RNA/酶合成、破坏群体感应和影响外排泵表达，是开发新型天然抗菌剂的强大候选者。大马士革玫瑰和玫瑰在民间医学中早有应用，其疗效归因于具有抗菌、抗氧化、抗炎等多种活性的多酚类物质。另一方面，复合金属抗微生物剂（如金纳米颗粒，Au NPs）因其独特的抑菌机制（如改变膜电位、抑制ATP合酶、影响核糖体功能等）和良好的生物相容性，成为克服AMR的有力工具。将纳米材料表面用天然化合物（如多酚）功能化，可以增强其细胞摄取。本研究利用玫瑰提取物中的多酚作为还原剂和稳定剂，可持续地合成金纳米颗粒，旨在开发兼具生物安全性和抗菌潜力的新型无机-有机杂化纳米抗生素。
材料与方法
研究材料包括购自保加利亚的RD花蕾和RR花瓣，以及氯金酸（HAuCl4·3H2O）、利福平等。通过将植物材料在40°C热水中搅拌提取并过滤制备玫瑰水提物。金纳米颗粒（Au@RD NPs和Au@RR NPs）的合成采用一锅法：在90°C下，将预热至90°C的玫瑰提取物溶液快速注入含有氯金酸前驱体的水溶液中，溶液立即变红表明Au NPs形成，反应2小时后获得纳米胶体。
表征手段包括紫外-可见光谱（UV-vis）监测反应动力学，透射电镜（TEM）观察形貌和尺寸分布，动态光散射（DLS）测量流体动力学直径和Zeta电位。通过高效液相色谱（HPLC）对提取物进行定性和定量成分分析。
生物学评价涵盖：（1）针对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的体外抗菌活性（最小抑菌浓度MIC测定）及与利福平的联合效应（分级抑制浓度指数FICI分析）；（2）抗生物膜形成能力（采用结晶紫染色法和微量稀释法）；（3）使用人永生化角质形成细胞HaCaT评估体外细胞毒性（MTT法）；（4）通过实时定量PCR（RT-qPCR）分析HaCaT细胞中促炎细胞因子基因（IL-1β, IL-6, CXCL8）和凋亡/自噬相关基因（TP53, MAP1LC3B, SQSTM1）的表达；（5）利用斑马鱼（Danio rerio）幼虫模型进行体内生物相容性评估，包括浸没法（Immersion）和系统性显微注射法（Microinjection）。
结果与讨论
3.1 玫瑰提取物的成分分析
HPLC分析显示，populnin（山奈酚-7-O-葡萄糖苷）是RD和RR提取物中的主要成分，其在RR提取物中的百分比含量（45.66%）显著高于RD（29.51%）。RD提取物的第二主要成分是quercitrin（槲皮素-3-O-鼠李糖苷，含量20.58%），而RR提取物则含有大量儿茶素（catechin，含量28.93%）。来自同一植物花蕾（RD）和花瓣（RD*）的提取物，其关键成分百分比仅存在微小差异，并不影响后续金纳米颗粒的合成质量与动力学。这些多酚类物质被认为在还原和金纳米颗粒稳定过程中发挥关键作用。
3.2 玫瑰提取物制备的金纳米颗粒特性
通过植物介导的可持续方法成功合成了Au@RD NPs和Au@RR NPs。紫外-可见光谱在530-540 nm处显示清晰的表面等离子体共振（SPR）吸收峰，表明球形金纳米颗粒的形成。TEM图像显示，绝大多数纳米结构为球形或近球形，尺寸分布均匀。Au@RD NPs和Au@RR NPs的平均物理直径分别为25 ± 5 nm和22 ± 6 nm，平均流体动力学直径分别为39 ± 0.3 nm和35 ± 0.7 nm。两者的Zeta电位均为负值（约-35 mV和-32 mV），表明胶体稳定性良好。在细胞培养基中孵育24小时，其紫外-可见光谱未发生显著变化，进一步证实了其稳定性。值得注意的是，单一植物代谢物（如populnin、catechin或quercitrin）均无法单独还原Au(III)离子并稳定形成的纳米颗粒，只有包含多种成分的全提取物或其特定混合物才能产生稳定、单分散的胶体，这突出了多组分混合物在还原、封端和稳定过程中协同作用的重要性。
3.3 最小抑菌浓度（MIC）的测定
针对MRSA菌株测定了各物质的MIC值。RD和RR水提物的MIC分别为60% (v/v) 和40% (v/v)。利福平的MIC极低，为0.005 μg/mL。Au@RD NPs和Au@RR NPs的MIC分别为0.8 mg/mL和1.0 mg/mL，Au@RD NPs活性略高与其金含量较高有关。扫描电镜（SEM）观察显示，RR提取物处理后的细菌细胞壁出现凹陷，表明其结构受损；而利福平处理未引起明显的膜损伤，与其抑制RNA聚合酶的细胞内作用机制一致。通过背散射电子检测（BSED）观察到Au NPs与细菌细胞表面相互作用，提示其可能通过破坏细胞壁完整性发挥抗菌作用。能量色散X射线光谱（EDX）分析证实了处理样品中金元素的存在。
3.4 分级抑制浓度指数（FICI）的测定
为了评估联合用药效果，测定了RR提取物与利福平联用的FICI值。结果表明两者之间存在附加（Additive）效应（FICI = 0.626 ± 0.160）。这意味着联用时可以降低各自所需的剂量，同时仍能达到治疗效果，从而可能减少细菌耐药性产生的机会。
3.5 体外抗生物膜活性研究
通过结晶紫染色法和微量稀释法评估了纳米材料对MRSA生物膜形成的抑制能力。两种玫瑰提取物在所有测试浓度下均显著抑制生物膜生物量的产生。金纳米颗粒胶体（Au@RD NPs和Au@RR NPs）也显示出抑制作用（除最低浓度的Au@RR NPs外）。从RD衍生的提取物和纳米颗粒表现出比RR衍生物更强的生物膜抑制活性。微量稀释试验表明，这种抑制主要是减少了生物膜基质的产生，而在最高剂量下也观察到了轻微的抗菌效应。RD提取物中含有更多的quercitrin，文献报道其具有抑菌和抗菌作用，这可能是造成活性差异的原因之一。
3.6 体外细胞毒性研究
MTT实验评估了玫瑰提取物和金纳米颗粒对HaCaT细胞活力的影响。在0.05 mg/mL或更低浓度下，RR和RD提取物未引起显著细胞毒性。与金纳米颗粒结合的玫瑰提取物甚至表现出比单独提取物更低的毒性。在0.05 mg/mL浓度下，Au@RD NPs和Au@RR NPs对细胞无毒性；在0.5 mg/mL浓度下，细胞活力开始下降。在达到各自MIC值的浓度（Au@RD NPs: 0.8 mg/mL；Au@RR NPs: 1 mg/mL）下，约50%的细胞仍存活。这表明这些纳米胶体在适当剂量下可作为安全的生物相容性抑菌材料。
3.7 逆转录定量PCR（RT-qPCR）分析基因表达
为进一步确认安全性，检测了HaCaT细胞经处理后炎症和细胞死亡相关基因的表达。结果显示，所有测试化合物均未显著诱导促炎细胞因子基因IL-1β, IL-6和CXCL8的表达。有趣的是，RR提取物处理组中CXCL8基因的表达相较于对照组显著下调。在细胞凋亡和自噬相关基因方面，TP53的表达处于对照水平，表明无促凋亡效应。自噬标志物基因MAP1LC3B和SQSTM1的表达也未因处理而显著增加。这些结果综合表明，测试浓度的玫瑰提取物和金纳米胶体不会引发HaCaT细胞的炎症反应或诱导凋亡/自噬性细胞死亡，支持了其体外生物相容性。
3.8 斑马鱼幼虫体内研究
采用浸没法和系统性显微注射法评估了测试化合物对斑马鱼幼虫的毒性。浸没法结果显示，幼虫暴露于纳米材料环境中未出现毒性效应。显微注射法将化合物直接注入循环系统，在注射后72小时，所有处理组的幼虫死亡率、发病率（形态异常）与对照组相比均无显著差异。这表明，即使在最高测试浓度下，玫瑰提取物和金纳米颗粒对斑马鱼幼虫也是无毒的，进一步证实了其在体内的生物相容性。这是首次利用斑马鱼模型测试玫瑰提取物及其修饰的金纳米颗粒作为仿生金属纳米颗粒。
结论
本研究通过可持续方法合成了仿生Au@RD NPs和Au@RR NPs，并进行了全面表征。唯有完整的玫瑰水提物才能形成稳定、单分散的金纳米颗粒，而单一成分则无法实现。生物学研究表明，该纳米体系在体外和体内均无急性细胞毒性（HaCaT细胞、斑马鱼幼虫），但在等效剂量下对MRSA具有抑菌活性，并能有效抑制生物膜形成。玫瑰提取物与利福平联用显示出附加抗菌效应，提示其作用机制不同，为联合用药以对抗细菌耐药性提供了潜力。基因表达分析证实其不引发炎症反应和凋亡/自噬性细胞死亡。斑马鱼体内实验进一步验证了其良好的生物相容性。综上所述，这些具有胶体稳定性、生物相容性和抗菌潜力的无机-有机杂化纳米材料，作为传统抗生素的潜在替代品，在应对抗菌素耐药性方面展现出巨大的生物医学应用前景。
