Piceatannol和南瓜籽油通过内在的线粒体途径协同促进PC3前列腺癌细胞的凋亡

《ACS Omega》：Piceatannol and Pumpkin Seed Oil Synergistically Promote Apoptosis of PC3 Prostate Cancer Cells via Intrinsic Mitochondrial Pathway

肉桂素通过南瓜籽油基自乳化系统（PIC-PSO SEDDS）显著增强PC3前列腺癌细胞的凋亡诱导和细胞毒性（IC50=6.37 μM），机制包括G2期阻滞（CDK1 mRNA下调）、BAX/CYCS表达上调及MMP降低，同时ROS水平显著升高。

　　本研究聚焦于一种名为Piceatannol（PIC）的天然多酚类化合物，它在多种水果和蔬菜中广泛存在，且因其抗癌特性而受到关注。然而，尽管PIC具有良好的抗癌活性，其药代动力学特性却不尽如人意，表现为口服生物利用度低、水溶性差以及半衰期短。这些问题限制了其在临床应用中的潜力。因此，本研究旨在通过将PIC与南瓜籽油（PSO）结合，构建一种自乳化药物传递系统（SEDDS），以提升其在前列腺癌细胞PC3中的细胞毒性，从而改善其治疗效果。

### PIC与PSO的结合

南瓜籽油作为一种天然产物，也具有抗增殖特性，尤其是在前列腺细胞中表现突出。已有研究表明，PSO能够抑制PC3细胞的增殖并诱导细胞周期阻滞。结合这些特性，研究者推测将PIC与PSO融合可能产生协同效应，从而增强其抗癌能力。为此，本研究通过优化PSO、Tween 20和PEG 200的比例，成功构建了一种具有较小颗粒大小的PIC-PSO SEDDS。该优化配方的颗粒大小为576.00 ± 39.74 nm，与预测值585.40 nm非常接近，相对误差仅为1.60%，表明优化过程的精确性和有效性。

### 抗癌效果评估

为了评估该新型药物传递系统在PC3细胞中的抗癌效果，研究者进行了多项实验，包括细胞毒性检测、细胞周期分析、细胞凋亡评估、活性氧（ROS）水平测定以及线粒体膜电位（MMP）的变化。结果显示，与单独使用PIC相比，PIC-PSO SEDDS在PC3细胞中表现出显著更高的细胞毒性。其IC50值为6.37 ± 0.41 μM，而单独使用PIC的IC50值为17.51 ± 0.98 μM，这表明PIC-PSO SEDDS能够更有效地诱导细胞死亡。

进一步分析发现，PIC-PSO SEDDS不仅显著降低了细胞的存活率，还明显改变了细胞周期分布。在处理后，PC3细胞中G2期的比例显著增加，而S期的比例则明显减少。这种细胞周期阻滞与CDK1的表达下调有关，CDK1是细胞周期调控的关键因子，尤其在G2/M期的调控中起重要作用。通过减少CDK1的表达，该系统能够有效抑制细胞的分裂，从而限制癌细胞的增殖。

在细胞凋亡方面，PIC-PSO SEDDS表现出更强的促凋亡活性。通过Annexin V染色法检测，发现该系统能够显著提高早期和晚期凋亡的比例，同时增加细胞死亡的总数量。此外，该系统还显著提升了Caspase-3的活性，Caspase-3是细胞凋亡过程中的关键执行者。Caspase-3的活性增强表明细胞凋亡路径被有效激活。

在ROS和MMP方面，研究发现PIC-PSO SEDDS显著增加了ROS的生成，并降低了线粒体膜电位。这种变化可能与细胞凋亡的内在线粒体途径有关，因为ROS的积累通常会破坏线粒体功能，导致细胞凋亡。同时，MMP的下降也是细胞凋亡的一个重要标志，表明线粒体膜的完整性受到破坏，从而触发凋亡信号。

### 机制探讨

上述实验结果表明，PIC-PSO SEDDS通过多种机制增强其抗癌效果。首先，它通过改善PIC的溶出和吸收，提高了其在细胞内的浓度，从而增强了其抗增殖和促凋亡作用。其次，该系统能够诱导细胞周期阻滞，特别是在G2/M期，这有助于抑制细胞的分裂和增殖。最后，它通过激活内在线粒体凋亡通路，诱导ROS的生成并降低MMP，从而促进细胞凋亡。这些效应共同作用，使得PIC-PSO SEDDS在PC3细胞中表现出比单独使用PIC更强的抗癌活性。

### 结论与意义

综上所述，将PIC与PSO结合构建SEDDS能够显著提升其在PC3细胞中的抗癌效果。这种新型药物传递系统不仅改善了PIC的药代动力学特性，还通过多种机制增强了其对癌细胞的杀伤力。研究结果表明，该系统能够通过诱导细胞周期阻滞和激活内在线粒体凋亡通路，显著提高细胞凋亡率。这些发现为开发更有效的前列腺癌治疗策略提供了新的思路，同时也展示了天然产物在癌症治疗中的潜力。此外，该研究还强调了药物传递系统在提高药物疗效和减少副作用方面的重要性，为未来的药物开发和临床应用提供了理论依据和实验支持。