本文题为《俄罗斯专享会294-何首乌衍生外泌体样纳米颗粒的分子抗肿瘤机制》。本研究首次从传统中药何首乌(Radix Polygoni Multiflori, RPM)的汁液中分离出外泌体样纳米颗粒(ELNs),并证实其具有显著的抗肝癌活性。在以往的研究中,植物ELNs主要集中于柠檬、山药和苦瓜等的探索,而RPM作为具有悠久药用历史的中药,其ELNs的分离与功能研究填补了这一领域的空白。
✨创新突破:本研究全球首次从何首乌中分离出外泌体样纳米颗粒(ELNs),并证实其通过调控细胞周期基因(如Cdkn1a和Cdc20),显著抑制肝癌细胞的增殖与迁移。此外,ELNs还在体内靶向富集于肝脏。
✨科学价值:本研究开创了何首乌“中药-外泌体”跨界抗肿瘤的新模式,为天然药物开发提供了全新的载体。
一、外泌体样纳米颗粒的分离与特征分析
本研究首次通过差异离心和超速离心方法从新鲜的何首乌汁液中分离ELNs。此方法避免了化学试剂的干扰,保留了ELNs的天然生物活性。通过对外泌体的鉴定,发现RPM-ELNs的平均粒径为159.5 nm(NTA分析),符合外泌体典型的粒径范围,并显示出明显的杯状结构。同时,PKH26染色实验结果表明RPM-ELNs可以被细胞有效吸收。
二、抗肿瘤机制的多维度验证
在体外细胞实验中,我们通过增殖抑制、凋亡和迁移试验进一步验证了ELNs的抗肿瘤机制。CCK-8实验结果显示,RPM-ELNs(10⁹ particles/mL)处理24-72小时后,SMMC-7721肝癌细胞的活力显著下降。克隆形成实验的结果表明,ELNs显著减少了细胞克隆形成数量,显示出其长期抑制肿瘤细胞增殖的能力。流式细胞术显示,ELNs处理组早期(Annexin V+)和晚期(PI+)凋亡细胞的比例显著升高。
三、分子机制解析
通过RNA测序(RNA-seq)和生物信息学分析,我们系统揭示了RPM-ELNs通过调控细胞周期相关基因(如Cdkn1a和Cdc20)及信号通路(如HIF-1和FoxO)发挥其抗肿瘤作用的分子机制。这种“表型-基因-通路”的多层次研究模式,为天然产物的抗肿瘤机制提供了新的解析思路。
四、体内靶向性的验证
通过外泌体体内示踪实验,我们发现RPM-ELNs在小鼠体内主要富集于肝脏,而脾脏和肺脏的富集程度相对较低,这证明了何首乌外泌体具有天然的肝靶向性。这一特性可能归因于肝脏网状内皮系统对纳米颗粒的主动摄取,或ELNs表面特定蛋白(如整合素)与肝细胞受体的相互作用。此发现为后续开发肝癌特异性纳米药物提供了重要依据。
本研究首次揭示了何首乌来源ELNs的抗肝癌活性及其分子机制,融合了传统中药与现代纳米技术,为肝癌治疗提供了新型天然纳米药物候选。创新性在于从“天然产物分离-功能验证-机制解析-靶向性探索”的全链条研究模式,兼具基础科学与转化医学价值。未来的研究可进一步优化ELNs的工程化修饰,以提升其靶向性与疗效,从而推动临床前开发。