纳米乳剂处理的白桑叶及其果实对MCF-7细胞的抗癌潜力研究

《Scientific Reports》：Anticancer potential of nanoemulsion-treated white mulberry and its leaves on MCF-7 cells

本研究针对乳腺癌治疗中天然药物开发需求，探讨了纳米乳剂包裹的白桑叶提取物(WML-NE)与果实提取物(WM-NE)对MCF-7细胞的抗癌活性。结果显示WML-NE的IC50值(14.52 μg/mL)显著低于WM-NE(29.23 μg/mL)，其通过诱导caspase-3介导的细胞凋亡和G0/G1期阻滞发挥更强抗癌作用，为植物源纳米药物治疗乳腺癌提供了新策略。

　　

在全球范围内，乳腺癌依然是威胁女性健康的主要恶性肿瘤之一。尽管现代医学在乳腺癌治疗领域取得了显著进展，但传统化疗药物带来的毒副作用和肿瘤耐药性问题仍然突出。因此，开发高效低毒的天然抗癌药物成为当前研究的热点。植物作为生物活性化合物的宝库，其提取物在抗癌治疗中展现出巨大潜力。其中，白桑(Morus alba)作为一种传统药用植物，在亚洲国家被广泛用于治疗多种疾病，但其抗癌活性的机制研究尚不深入，特别是基于纳米技术递送系统的比较研究更为缺乏。

在这一背景下，来自沙特阿拉伯塔布克大学和埃及曼苏拉大学的研究团队在《Scientific Reports》上发表了最新研究成果，系统比较了纳米乳剂包裹的白桑叶提取物(WML-NE)和果实提取物(WM-NE)对乳腺癌MCF-7细胞的抗癌活性及其作用机制。这项研究不仅揭示了白桑叶相较于果实具有更强的抗癌潜力，还为开发基于植物源的纳米药物提供了重要实验依据。

研究人员采用的关键技术方法包括：通过GC-MS(气相色谱-质谱联用)分析白桑叶和果实的植物化学成分；采用超声乳化法制备纳米乳剂，并通过透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)表征其理化性质；使用MTT法评估细胞毒性；通过流式细胞术分析细胞凋亡和细胞周期分布；所有实验均采用三次独立生物学重复以确保结果可靠性。

3.1. GC-MS分析提取物

通过GC-MS技术对白桑叶和果实提取物进行成分分析发现，叶提取物中含有24种生物活性化合物，主要包括植醇、dl-α-生育酚和正十六烷酸等，而果实提取物中鉴定出13种化合物，以亚油酸甲酯和十六碳烯酸甲酯为主。这些植物化学物质特别是黄酮类、萜类和酚酸类化合物，与抗癌活性密切相关，为解释两种提取物生物活性差异提供了化学基础。

3.2. WM-NE的形态学研究

透射电镜分析显示，白桑果实纳米乳剂(WM-NE)颗粒呈近似球形，尺寸分布在5-14纳米之间。动态光散射测定其Z-平均粒径为151纳米，多分散指数(PDI)为0.189，zeta电位为-60.6毫伏，表明该系统具有均匀的粒径分布和良好的胶体稳定性。

3.3. WML-NE的形态学研究

白桑叶纳米乳剂(WML-NE)同样呈现球形纳米颗粒，粒径范围为4-16纳米。DLS分析显示其Z-平均粒径为11.6纳米，PDI为0.30，zeta电位为-56.16毫伏，表明叶提取物纳米乳剂也具有适中的均匀性和良好的稳定性。

3.4. WM-NE和WML-NE抑制MCF-7乳腺癌细胞的效果

MTT实验结果表明，两种纳米乳剂均能浓度依赖性地抑制MCF-7细胞增殖。经过48小时处理，WM-NE的IC₅₀值为29.23微克/毫升，而WML-NE的IC₅₀值仅为14.52微克/毫升，表明白桑叶纳米乳剂的抗癌活性约为果实纳米乳剂的两倍。形态学观察显示，经处理的细胞变圆并出现凋亡碎片，进一步证实了其细胞毒性作用。

3.5. MCF-7细胞对处理(WM-NE和WML-NE)的反应指标及程序性细胞死亡通路的鉴定

流式细胞术分析显示，与正常对照组(G1)相比，经WM-NE(G2)和WML-NE(G3)处理的细胞早期凋亡、晚期凋亡和坏死比例显著增加。特别是caspase-3的表达在G2和G3组比G1组提高了70.58%，表明两种纳米乳剂主要通过激活caspase-3依赖性凋亡通路诱导细胞死亡。同时，细胞增殖标志物Ki-67的表达显著降低，说明纳米乳剂还能抑制细胞增殖活性。

研究结论与讨论部分强调，白桑叶纳米乳剂(WML-NE)展现出的更强抗癌活性可能归因于叶中更高含量的黄酮类化合物(如芦丁、槲皮素和山奈酚)和其他生物活性成分。纳米乳剂作为递送系统，通过提高这些疏水性化合物的溶解度、稳定性和细胞摄取效率，增强了其生物利用度和药理活性。机制研究表明，WML-NE可能通过诱导活性氧(ROS)生成、激活caspase-3以及引起G0/G1期细胞周期阻滞等多途径发挥抗癌作用。

该研究的创新之处在于首次比较了白桑叶和果实来源的纳米乳剂在抗癌活性上的差异，并深入探讨了其作用机制。然而，研究也存在一定局限性，如仅使用MCF-7一种乳腺癌细胞系，缺乏体内实验验证等。未来研究需要扩展至更多癌症模型，并通过动物实验和临床研究进一步验证其安全性和有效性。

总体而言，这项研究为开发白桑叶来源的天然纳米药物提供了坚实的实验基础，也为乳腺癌治疗提供了新的候选策略。随着后续研究的深入，白桑叶纳米乳剂有望成为传统化疗药物的有效补充或替代方案，为乳腺癌患者带来新的希望。