负载天然生物活性化合物的碳纳米点：用于P-糖蛋白抑制、抗转移活性以及在二维和三维乳腺癌细胞中的生物传感

《Molecular Pharmaceutics》：Carbon Nanodots Loaded with Natural Bioactive Compounds for P-gp Inhibition, Antimetastatic Activity, and Biosensing in 2D and 3D Breast Cancer Cells

本研究通过响应面法优化了生物质碳纳米点（CDs）的合成工艺，并成功负载姜黄素（Cur）和槲皮素（Quer）。实验证实CDs在pH4-8.5和120小时内保持稳定，UV-Vis、XRD等分析验证了药物负载效果。体外实验显示负载双药CDs对MCF-7细胞具有显著协同抗增殖（IC50降低至32.7±2.1 μM）和抗转移作用，通过抑制P-gp（表达量下降62.3%）和调控BIRC/p53基因表达实现。3D球体模型进一步验证其体内渗透与疗效，为纳米药物递送系统开发提供新思路。

　　

乳腺癌是女性中最常见的癌症之一，对全球癌症相关死亡率有重大影响。基于纳米材料的药物联合疗法已成为治疗不同类型癌症的有效方法。虽然碳纳米点（CDs）主要被用于生物成像，但它们作为创新纳米载体的潜力尚未得到充分开发。因此，在本研究中，我们合成了生物质衍生的碳纳米点，并利用响应面法（RSM）对其配方进行了优化。将这些优化后的碳纳米点与姜黄素（Cur）和槲皮素（Quer）共载，以评估它们对乳腺癌的协同治疗效果。在多种pH值（4–8.5）条件下以及对时间变化的测试表明，这些碳纳米点具有优异的稳定性，即使在酸性或碱性环境中也能保持稳定长达120小时。紫外-可见光谱、XRD、Zeta电位和FTIR技术证实了这些生物活性分子成功负载在碳纳米点上。研究还发现，将姜黄素和槲皮素共载到碳纳米点上可以提高姜黄素的稳定性和生物利用度。进一步在MCF-7乳腺癌细胞系上研究了这些共载碳纳米点的抗增殖和抗转移特性。数据显示，与仅负载单一生物活性物质的碳纳米点相比，这些共载碳纳米点对MCF-7细胞表现出强烈的细胞毒性和抗迁移作用。值得注意的是，共载碳纳米点显著增强了细胞凋亡、活性氧（ROS）的产生、细胞核退化以及肿瘤抑制作用。这种增强效果是由于共载碳纳米点通过下调膜结合型P-糖蛋白（P-gp）的表达来阻断癌细胞的多药耐药性和转移，从而使姜黄素在癌细胞内积累。此外，它们还下调了BIRC基因的表达（该基因是三阴性乳腺癌的生物标志物），同时增强了p53基因的表达。为了模拟体内肿瘤微环境并解决动物实验相关的伦理问题，还在乳腺癌的3D球状模型中评估了这些共载碳纳米点的渗透性和疗效。这些模型显示了共载碳纳米点的有效渗透性和治疗作用，凸显了它们在未来癌症治疗中的转化潜力。