吉西他滨负载CdSe/ZnS量子点药物递送系统的构建及其抗肿瘤活性与机制研究

《ChemistrySelect》：Synthesis and Evaluation of Gemcitabine-Loaded CdSe/ZnS Quantum Dot-Based Drug Delivery System for Its Biological Activity

本研究针对传统化疗药物水溶性差、生物分布非特异性及清除快等问题，开发了吉西他滨(GEM)共价偶联CdSe/ZnS@PEI-SS-COOH的量子点药物递送系统(DDS)。该系统对多种肿瘤细胞展现优异抗增殖活性且对正常细胞毒性低，其机制通过上调LC-3-II/Bak/cleaved PARP-1和下调PARP-1/procaspase-3诱导自噬与凋亡，为癌症治疗提供新策略。

　　

量子点(Quantum Dots, QDs)作为新一代药物递送系统(Drug Delivery System, DDS)在肿瘤治疗领域展现出巨大潜力，它有望解决传统化疗药物存在的水溶性差、在体内分布不特异以及会被快速清除等关键难题。在本研究中，临床批准的广谱抗肿瘤药物吉西他滨(Gemcitabine, GEM)通过酯化反应，共价连接到了CdSe/ZnS@PEI-SS-COOH量子点上，从而成功构建了一个功能化的药物递送系统，命名为CdSe/ZnS@PEI-SS-COOH-GEM。

这一系统表现出卓越的性能：它对多种肿瘤细胞具有强大的抗增殖作用，同时对正常细胞的毒性却非常小，这清晰地证明了其在细胞靶向方面具有高度的选择性。进一步的机理研究揭示，该药物递送系统是通过双重诱导——即同时诱导自噬(Autophagy)和细胞凋亡(Apoptosis)——来发挥其抗肿瘤效应的。

通过荧光显微镜和流式细胞术分析，研究人员观察到量子点在肿瘤细胞内出现了显著的积聚，并伴随着线粒体膜电位(Mitochondrial Membrane Potential, MMP)的显著降低，这通常是线粒体功能出现障碍的标志。蛋白质印迹(Western blot)实验则从更深的分子层面揭示了该药物递送系统的抗肿瘤作用机制。具体来说，该系统通过上调自噬相关蛋白LC-3-II以及凋亡相关蛋白Bak和剪切形式的PARP-1(cleaved PARP-1)的表达，同时下调抗凋亡因子PARP-1和酶原形式的半胱天冬酶-3(procaspase-3)的表达，来执行其抗肿瘤功能。

因此，本研究有力地证明了这种基于量子点的药物递送系统有潜力成为癌症治疗中的多功能治疗平台，为DDS在临床环境中的进一步探索和应用奠定了基础。

图示摘要部分进一步阐释：CdSe/ZnS@PEI-SS-COOH-GEM DDS表现出显著的选择性。它通过诱导肿瘤细胞发生自噬和凋亡，并降低其线粒体膜电位，从而有效抑制癌细胞的增殖。

最后，作者声明本研究无利益冲突。