紫杉醇-钌(II)-姜黄素纳米共递送系统的构建及其增强口腔鳞癌抑制效应的研究

《Journal of Oral Biology and Craniofacial Research》：Integrative nanoformulation of paclitaxel, ruthenium (II), and curcumin for enhanced oral cancer cell suppression

本研究针对口腔鳞状细胞癌(OSCC)常规化疗疗效不佳的问题，开发了紫杉醇(PTX)、钌(II)配合物(Ru-II)和纳米姜黄素(C-NP)的共包封纳米递送系统(CoENC-PTX)。研究显示该制剂具有双相释药特性(48小时释放94.8%)，能显著增强OSCC细胞毒性(100μg/mL时达86.8%)，并通过上调p53和调控c-Myc表达诱导细胞凋亡。该纳米制剂为克服口腔癌化疗耐药提供了新型协同治疗策略。

　　

口腔癌是全球范围内发病率和死亡率持续上升的重大健康挑战，其中口腔鳞状细胞癌(Oral Squamous Cell Carcinoma, OSCC)因其侵袭性强和对常规疗法易产生耐药性而备受关注。目前标准治疗方案包括手术、放疗和化疗，但普遍存在毒性大、患者耐受性差及高复发率等局限性。紫杉醇(Paclitaxel, PTX)作为头颈部癌症的常用化疗药物，其应用受到溶解度低、系统毒性和耐药性等问题的制约。因此，开发能够增强PTX疗效并降低副作用的新型药物递送策略成为当务之急。

在这一背景下，金属类抗癌药物如钌(II)配合物(Ruthenium (II) complexes, Ru-II)因其低毒性、肿瘤选择性和克服化疗耐药的能力而显示出替代铂类药物的潜力。同时，姜黄素(Curcumin)作为姜黄中的生物活性化合物，具有显著的抗氧化、抗炎和抗癌特性，但其生物利用度较差。纳米姜黄素(Curcumin nanoparticles, C-NP)制剂可改善溶解度和稳定性，增强在上皮癌中的治疗效果。将PTX与Ru-II和C-NP组合在单一共包封药物递送系统中，为OSCC治疗提供了协同作用的新途径。

本研究成功开发了共包封PTX-Ru-II-C-NP纳米载体(Co-encapsulated paclitaxel conjugate, CoENC-PTX)，并系统评价了其理化特性及抗癌活性。研究人员通过湿法研磨制备C-NP，通过配位协调和还原反应合成Ru-II，最终通过超滤纯化获得共包封复合物。表征分析显示该制剂具有均匀的纳米结构和良好的结晶特性。药物释放研究呈现双相释放模式，初期快速释放后维持持续释放。体外实验证实CoENC-PTX能显著增强对OSCC细胞的毒性作用，诱导细胞凋亡，并调控p53和c-Myc基因表达。该研究为开发口腔癌协同治疗策略提供了新思路，研究成果发表于《Journal of Oral Biology and Craniofacial Research》。

关键技术方法包括：湿法研磨制备纳米姜黄素(C-NP)，配位反应合成钌(II)配合物(Ru-II)，超滤纯化获得共包封复合物(CoENC-PTX)，紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和高分辨率扫描电镜(HRSEM)等表征技术，透析法药物释放研究，MTT法细胞毒性检测，DAPI/PI活/死细胞染色，实时定量PCR(qPCR)基因表达分析。

研究结果：

3.1. 姜黄素纳米粒(C-NP)和钌(II)(Ru II)

紫外光谱显示C-NP在419nm处有特征吸收峰，HRSEM显示其平均粒径为27.4nm，形态包括圆柱形、棒状和半球形。FTIR证实Ru-II配合物的形成，显示N-H伸缩振动(3455cm^-1)和联吡啶配体特征吸收峰。

3.2. CoENC-PTX复合药物

XRD分析显示CoENC-PTX具有明显的结晶特征峰，HRSEM形态学观察显示纳米颗粒呈球形和棒状均匀分布，表明PTX成功整合到C-NP基质中。

3.3. 药物释放研究

体外释放研究表明，CoENC-PTX在9小时内释放84.2%，48小时累计释放94.8%，呈现双相释放模式，符合控释给药系统的特征。

3.4. 抗癌特性

3.4.1. 细胞毒性

MTT实验显示CoENC-PTX在5-100μg/mL浓度范围内呈现剂量依赖性细胞毒性(49.9%-86.8%)，显著高于单一组分(Ru-II:6.3%-18.2%；C-NP:4.2%-16.1%；PTX:12.4%-38.1%)。

3.4.2. 活细胞和死细胞测定

DAPI/PI染色证实CoENC-PTX处理组细胞死亡率显著升高，而单一组分处理组细胞毒性有限，与MTT实验结果一致。

3.4.3. qPCR分析

基因表达分析显示CoENC-PTX处理组p53基因表达上调，c-Myc癌基因表达下调，表明其通过激活凋亡通路和调控细胞周期发挥抗癌作用。

研究结论与讨论表明，CoENC-PTX成功整合了三种抗癌剂，具有均匀的粒径、高稳定性和良好的载药效率。该制剂展示的双相释药模式确保了早期治疗可用性和持续的肿瘤部位药物暴露。显著的协同抗癌活性通过细胞毒性实验和凋亡检测得到验证，其分子机制涉及p53通路的激活和c-Myc的调控。虽然该研究仅限于体外实验，未进行体内药代动力学和长期毒性评估，但为开发口腔癌靶向治疗提供了有价值的纳米载体平台。这种多途径协同治疗策略有望克服传统单药治疗的局限性，为提高口腔癌治疗效果开辟了新途径。

研究的优势在于成功实现了多种抗癌药物的共包封，提供了协同治疗的新策略。制剂具有良好的理化特性，包括均匀的粒径、结构稳定性和可控的结晶度，确保了重现性和高效的药物递送。全面的体外评价整合了理化表征、细胞毒性评估、凋亡实验和分子通路分析，为纳米载体的抗癌潜力提供了有力证据。未来研究需要开展临床前动物实验验证治疗效果，优化给药策略，确保安全性，推动其向临床应用转化。