合成一种含有槲皮素和维生素E结合的氧化铁纳米粒子的纳米乳液,用于系统性的植物预防作用:特性分析与口腔癌防治应用
《Nanoscale Advances》:Synthesis of a nano-emulsion of quercetin encapsulated vitamin E conjugated iron oxide nanoparticles for the systemic phyto-preventive effect: characterization and oral cancer application
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时间:2025年11月22日
来源:Nanoscale Advances 4.6
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纳米乳剂预防DMBA诱导仓鼠口腔癌:通过槲皮素-维生素E-铁氧化纳米颗粒系统改善生化指标与抑制Ki-67/Bcl-2表达。
这项研究聚焦于如何利用纳米乳剂技术,将槲皮素与维生素E和铁氧化物结合,以逆转二甲基苯并[a]蒽(DMBA)在仓鼠口腔癌变模型中的致癌作用。作为全球范围内最具挑战性的公共卫生问题之一,口腔癌前病变的预防具有重要的临床意义。通过采用这种新型的纳米药物递送系统,研究者希望为口腔鳞状细胞癌(OSCC)的治疗和预防提供一种更有效的策略。
在研究设计中,实验采用了五组仓鼠模型,每组包含六只8周龄的叙利亚金仓鼠。其中,Group A作为阴性对照组,未接受任何治疗;Group B则通过口服方式接受25 mg/kg的槲皮素纳米乳剂,每周三次,持续八周;Group C作为阳性对照组,仅接受DMBA的局部涂抹;Group D和Group E则分别采用不同治疗策略,Group D在前两周通过口服接受槲皮素,之后继续接受DMBA涂抹,而Group E则从一开始就使用槲皮素纳米乳剂。这种设计有助于评估不同治疗方式对DMBA诱导的口腔癌变模型的影响。
研究结果表明,合成的纳米乳剂在形态学和化学特性上表现出良好的稳定性,形成了纳米尺度的球形颗粒。在多个生化指标方面,纳米乳剂组的改善效果显著优于仅接受DMBA处理的组别。这些指标包括血红蛋白、红细胞、血小板、白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、ALT、AST、肌酐和尿素等,均显示出纳米乳剂对机体代谢功能的积极影响。此外,纳米乳剂的制备方法和特性使其在靶向性和生物相容性方面具有优势,这有助于提高其在治疗中的应用潜力。
在组织病理学评估中,DMBA处理的组别表现出高度分化的鳞状细胞癌,伴有强烈的Ki-67和Bcl-2蛋白表达。Ki-67是细胞增殖的标志物,其表达水平的升高通常意味着细胞增殖活动的增强,而Bcl-2则是一种抗凋亡蛋白,其高表达通常与细胞存活能力增强相关。相比之下,槲皮素处理组别(Group D)仅表现出浅层的癌前病变,且Ki-67和Bcl-2的表达水平明显降低,显示出较强的抗增殖和促凋亡作用。而槲皮素纳米乳剂处理组别(Group E)则表现出更显著的改善效果,其癌前病变程度较轻,且Ki-67和Bcl-2的表达水平进一步下降,表明纳米乳剂在抑制癌变进展方面具有更大的潜力。
从临床表现来看,DMBA处理组的仓鼠出现了明显的病理变化,如毛发脱落、口腔溃疡和组织坏死等,而使用槲皮素纳米乳剂的组别则表现出较少的炎症反应和组织损伤。这表明纳米乳剂在减少药物副作用和提高治疗效果方面具有显著优势。同时,实验中还采用了免疫组化技术来检测Ki-67和Bcl-2蛋白的表达情况,进一步验证了槲皮素及其纳米形式对癌细胞增殖和凋亡的调节作用。
研究还对纳米乳剂的物理化学特性进行了详细分析。通过高分辨率透射电镜(HR-TEM)观察,纳米乳剂的颗粒呈现球形,尺寸在50至100纳米之间,且具有良好的分散性。此外,傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)分析进一步证实了槲皮素与铁氧化物的有效结合,以及纳米乳剂的结构稳定性。紫外-可见光谱(UV-vis)和振动样品磁强计(VSM)分析则揭示了纳米乳剂在磁响应和光学特性上的优异表现,为其在靶向治疗中的应用提供了理论支持。
在统计分析方面,研究采用了多种方法,包括Kolmogorov-Smirnov正态性检验、t检验和单因素方差分析(ANOVA)。这些分析方法确保了数据的可靠性和实验设计的科学性。研究结果中,各组的生化指标和病理变化均表现出显著差异,尤其是在使用槲皮素纳米乳剂的组别中,各项指标接近正常水平,显示出良好的治疗效果。
从更广泛的角度来看,该研究的成果为口腔癌前病变的预防和治疗提供了新的思路。传统的化学治疗和手术治疗往往伴随着较大的副作用和较高的风险,而纳米技术的引入则为开发更安全、更高效的药物递送系统提供了可能。通过将槲皮素与铁氧化物结合,不仅提高了药物的溶解性和生物利用度,还通过磁靶向作用增强了其在特定组织中的聚集能力,从而提高了治疗的精准性和效果。
此外,研究还指出,槲皮素作为一种天然的黄酮类化合物,具有多种生物活性,包括抗炎、抗氧化和调节信号通路的能力。这些特性使其在抑制癌细胞增殖和促进细胞凋亡方面具有重要作用。而维生素E的加入则进一步增强了纳米乳剂的抗氧化能力,使其能够更有效地对抗自由基,减少氧化应激对细胞的损伤。铁氧化物的磁响应特性则为药物的靶向输送提供了可能性,使得治疗能够更集中地作用于病变部位,减少对正常组织的损害。
综上所述,这项研究成功开发了一种结合磁靶向和抗氧化保护的新型槲皮素-维生素E-铁氧化物纳米乳剂。该纳米乳剂在DMBA诱导的口腔癌前病变模型中表现出显著的预防效果,能够有效降低细胞增殖标志物Ki-67和抗凋亡蛋白Bcl-2的表达水平,从而抑制癌变的进展。研究结果不仅为口腔癌的预防提供了新的药物递送策略,也为其他癌症的治疗和预防研究提供了有价值的参考。未来的研究方向可能包括进一步探索纳米乳剂在分子水平上的作用机制,以及评估其在人体中的应用前景。
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