여러 금속 기반 나노입자(NPs)는 독성이 있는 것으로 확인되었으며, 되돌릴 수 없는 부작용을 동반하여 건강에 불리한 결과를 초래하는 것으로 알려져 있다. 이는 천연 공급원을 이용하여 효과적이고 안정적이며 생체적합적인 치료 성분을 발견할 필요성을 부각시킨다. 본 연구에서는 Nigella sativa 종자의 헥산 추출물을 사용하여 N. sativa의 식물유래 성분이 결합된(embedded) 산화철 나노입자(iron oxide NPs)인 NS-IONPs를 합성하였다. 이 추출물은 환원제로 작용하여 NS-IONPs의 크기를 5–6 nm로 제한하였으며, 이는 신장(renal) 시스템을 통해 제거될 가능성을 시사한다. 제조된 NS-IONPs는 병원성 그람음성 세균인 E. coli(19.3 mm)와 Salmonella typhi(14.2 mm), 그리고 폐암 세포(가장 낮은 IC50 값 18.75 µg/mL)에 대해 뚜렷한 효과를 나타냈고, 주로 세포막의 인지질 성분에 결합함으로써 이러한 효과를 나타냈다. 그 결과 세포 수축이 유발되었으며, 추가적으로 세포 성장을 억제하였다. 투과전자현미경 분석 결과, 세포 내 나노입자 흡수의 기전은 세포 유형에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 세포 내 NS-IONPs의 축적은 BAX 발현을 증가시키고 세포를 G0/G1 단계에서 정지시켰으며, 이로써 G0 단계가 현저히 연장되어 괴사가 시작되도록 하였다. 따라서 본 연구의 결과는 합성된 NS-IONPs가 IONPs에 비해 항균 활성과 암세포주 A549 및 HCT116에 대한 효과적인 세포독성을 모두 나타내었음을 시사한다. 본 연구의 혁신성은 IONPs의 생물학적(생체기반) 제조가 단순하고 비용 효율적이며, 항균 및 항암 활성을 잠재력으로 갖는 안정한 나노소재인 NS-IONPs를 생성한다는 점으로, 다양한 생의학적 응용을 위해 추가 탐색될 수 있다.

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