《Scientific Reports》：Differential effects of biologically and chemically synthesized copper oxide nanoparticles on artemisinin biosynthesis gene expression in Artemisia absinthium
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本研究针对青蒿素天然产量低的问题，通过绿色微波法与化学法合成CuO NPs，探究其对青蒿素生物合成关键基因（ADS、CYP71AV1等）的调控作用。结果表明4 ppm绿色合成CuO NPs可显著上调基因表达，为可持续提高药用植物活性成分产量提供新策略。
青蒿素作为抗疟疾特效药，其天然来源植物苦艾（Artemisia absinthium）中的含量极低，难以满足全球医疗需求。传统提取方法成本高昂，化学合成又存在环境污染问题，如何通过生物技术手段提高青蒿素产量成为学界关注焦点。近年来，纳米材料作为植物代谢工程的"增效器"崭露头角，其中氧化铜纳米颗粒（CuO NPs）因其独特的生物活性备受关注。但不同合成方法对其功能的影响尚不明确。发表于《Scientific Reports》的这项研究，首次系统比较了生物法与化学法合成CuO NPs对青蒿素合成通路关键基因的差异化调控效应。
研究团队采用绿色微波合成法（生物法）与湿化学法（化学法）制备CuO NPs，通过X射线衍射（XRD）、动态光散射（DLS）、场发射扫描电镜（FESEM）等技术表征纳米颗粒特性。以苦艾茎段为实验材料，分别用2 ppm和4 ppm浓度CuO NPs处理，利用实时定量PCR（qRT-PCR）检测青蒿素合成通路7个关键基因表达变化。
基因表达谱分析揭示纳米颗粒特异性调控模式
数据显示，4 ppm绿色合成CuO NPs使法尼基焦磷酸合酶（FDS）、紫穗槐二烯合酶（ADS）及细胞色素P450单加氧酶（CYP71AV1）表达量分别提升2.03倍、2.00倍和1.83倍；而2 ppm化学合成CuO NPs对双键还原酶2（DBR2）的激活作用更显著（2.34倍）。值得注意的是，竞争性通路关键酶RED1仅轻微上调，说明CuO NPs能精准引导代谢流向青蒿素合成。
绿色合成纳米颗粒展现更优生物相容性
通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实，生物法合成的CuO NPs表面包裹有机基团，可能增强其与植物细胞的相互作用。能谱分析（EDX）显示两种纳米颗粒铜元素纯度均达98%以上，但生物合成颗粒粒径分布更均匀，这或许解释了其在4 ppm浓度下仍能维持较高生物活性的原因。
本研究证实绿色合成的CuO NPs可通过多靶点协同调控青蒿素合成通路，且最佳激活浓度（4 ppm）远低于化学合成颗粒（2 ppm），显示出更好的应用潜力。该策略不仅为青蒿素产业化生产提供新技术路径，更开创了"绿色纳米诱导-代谢工程"交叉研究范式，对可持续开发植物源药物具有里程碑意义。
