本文题为《Radix Polygoni Multiflori衍生的外泌体样纳米颗粒的抗肿瘤分子机制》。本研究首次从传统中药何首乌(Radix Polygoni Multiflori, RPM)的汁液中成功分离出外泌体样纳米颗粒(ELNs),并确定其在抑制肝癌方面具有显著的活性。以往,植物ELNs的相关研究主要集中于柠檬、山药及苦瓜等;而何首乌作为具有悠久药用历史的重要中药,其ELNs的分离及功能探索填补了这一领域的历史空白。
创新突破:这是全球首个从何首乌中提取外泌体样纳米颗粒(ELNs)的案例,证明了其通过调控细胞周期基因(如Cdkn1a与Cdc20),有效抑制肝癌细胞的增殖与迁移,并在体内具有显著的肝脏靶向富集性。
科学价值:本研究开创了将何首乌与外泌体结合的抗肿瘤新模式,为天然药物开发提供了全新的载体。研究中首次采用差异离心和超速离心技术,从新鲜的RPM汁液中成功分离出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1595nm,符合外泌体的典型粒径范围,并显示出明显的杯状结构。同时,PKH26染色实验表明,RPM-ELNs能够被细胞有效吸收,具有良好的生物相容性。
抗肿瘤机制的多维度验证:通过体外细胞实验(包括增殖、凋亡及迁移抑制),我们观察到RPM-ELNs(10⁹粒子/mL)处理24至72小时后,SMMC-7721肝癌细胞的活力显著降低。此外,克隆形成实验显示,ELNs显著减少了细胞克隆形成的数量,表明其具备长期抑制肿瘤细胞增殖的能力。流式细胞术分析显示,ELNs处理组中早期凋亡(Annexin V+)和晚期凋亡(PI+)细胞的比例显著升高。通过RNA测序(RNA-seq)与生物信息学分析,系统揭示了RPM-ELNs通过调控细胞周期相关基因(如Cdkn1a、Cdc20)及信号通路(如HIF-1、FoxO)发挥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解析提供了全新的范式。
体内靶向性验证:通过外泌体在体内的示踪实验,我们发现RPM-ELNs在小鼠体内主要富集于肝脏,其次为脾脏和肺脏。这一发现证实了何首乌外泌体的天然肝靶向性,这可能与肝脏网状内皮系统对纳米颗粒的主动摄取有关,或者与ELNs surface上特定蛋白(如整合素)与肝细胞受体的相互作用有关。这一结果为未来肝癌特异性纳米药物的开发提供了重要依据。
本研究首次揭示了何首乌来源的ELNs在抗肝癌方面的活性及其分子机制,融合了传统中药与现代纳米技术,为肝癌的治疗提供了新型天然纳米药物候选。这一创新性研究采用了“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,同时具备基础科学与转化医学的双重价值。未来的研究将进一步优化ELNs的工程化修饰,以提高其靶向性与疗效,助力临床前开发。关注鸿运国际,在生物医疗领域探索更多可能!