阿那曲唑聚合物纳米胶囊通过调控P53/BAX/BCL-2通路增强MCF-7乳腺癌细胞凋亡的纳米递送策略研究

《Scientific Reports》：Antineoplastic effect of anastrozole-loaded polymer nanocapsules on malignant human breast cancer cells (MCF-7)

本研究针对阿那曲唑(ANZ)治疗乳腺癌存在的生物利用度低和副作用大等问题，开发了阿那曲唑负载聚合物纳米胶囊(ANZ-PNCs)新型递送系统。研究显示ANZ-PNCs具有10nm粒径和74.6%包封率，能将IC50从48μg/mL降至9μg/mL，显著上调P53、BAX和caspase-3,8,9表达，下调BCL-2，有效诱导细胞凋亡。该纳米制剂为提高激素受体阳性乳腺癌治疗效果提供了新策略。

　　

在全球范围内，乳腺癌依然是最常见的女性恶性肿瘤，每年有超过200万新发病例，其中约70%表现为激素受体阳性(ER+)。阿那曲唑(ANZ)作为第三代芳香化酶抑制剂，是治疗这类乳腺癌的关键药物，但长期使用易产生耐药性，且存在生物利用度低、副作用大等局限性。如何提高药物靶向性、降低用药剂量，同时增强治疗效果，成为乳腺癌治疗领域亟待突破的瓶颈问题。

纳米技术的兴起为这一难题提供了新的解决思路。其中，聚合物纳米胶囊(PNCs)凭借其独特的核壳结构，能够有效包载疏水性药物，提高稳定性并实现可控释放。特别是以Pluronic F127为材料的纳米胶囊，在卵巢癌等肿瘤治疗中已展现出良好应用前景，但其在乳腺癌内分泌治疗中的潜力尚未充分挖掘。

基于此，来自伊朗扎布尔大学的研究团队在《Scientific Reports》上发表了最新研究成果，首次将阿那曲唑装载到Pluronic F127聚合物纳米胶囊中，系统评估了该纳米制剂对MCF-7人乳腺癌细胞的抗肿瘤效果及其作用机制。

研究人员采用乳液法制备ANZ-PNCs，通过动态光散射(DLS)和场发射扫描电镜(FESEM)表征显示，纳米胶囊呈均匀球形，平均粒径约10nm，多分散指数(PDI)为0.316，zeta电位-19mV，且在5个月储存期内保持稳定。包封率(EE%)和载药量(LC%)分别达到74.6±2.3%和3.2±0.4%。药物释放实验表明，在酸性pH环境下(模拟肿瘤微环境)，96小时内药物释放量达63%，而在中性pH下仅为17%，显示出良好的pH响应释放特性。

细胞毒性效应

MTT实验结果显示，ANZ-PNCs在24小时即达到9μg/mL的IC₅₀值，而游离ANZ需要48小时才能达到48μg/mL的IC₅₀，纳米制剂使药物效力提高5倍以上。空白纳米胶囊在测试浓度下未表现明显细胞毒性，表明载体生物相容性良好。

血液相容性评估

溶血实验显示，ANZ-PNCs在IC₅₀浓度(9μg/mL)下溶血率低于2%，符合ASTM F756-08标准规定的非溶血性材料要求，表明该纳米制剂具有良好的血液相容性。

细胞凋亡分析

流式细胞术检测显示，ANZ-PNCs处理24小时后，早期和晚期凋亡细胞比例达49.89%，显著高于游离ANZ组的33.79%。至48小时，ANZ-PNCs组细胞主要转向坏死(38.3%)，表明纳米制剂能加速细胞死亡进程。

caspase活性评估

ANZ-PNCs显著激活caspase-3、caspase-8和caspase-9，其中caspase-3活性增加最为明显。尽管MCF-7细胞系存在caspase-3基因缺陷，但实验结果显示明显的caspase-3样活性，可能与caspase-7等其他执行者caspase的交叉反应或特定刺激下代偿通路激活有关。

凋亡相关基因表达

实时荧光定量PCR分析表明，ANZ-PNCs使促凋亡基因BAX和P53表达分别上调3.3倍和2.8倍，而抗凋亡基因BCL-2表达下调至0.023倍。这种基因表达模式的改变有效打破了凋亡平衡，促进线粒体途径凋亡。

细胞形态学变化

荧光显微镜观察显示，ANZ-PNCs处理的细胞出现膜起泡、染色质凝集、凋亡小体形成等典型凋亡特征。细胞从绿色荧光(早期凋亡)向橙红色荧光(晚期凋亡/坏死)转变，直观证实了纳米制剂的强效促凋亡作用。

本研究通过系统实验证实，ANZ-PNCs能显著增强阿那曲唑对MCF-7细胞的抗肿瘤活性。其作用机制主要涉及同时激活内外源性凋亡通路：一方面通过上调P53表达，促进BAX/BCL-2比例失衡，诱导线粒体膜通透性增加，激活caspase-9和caspase-3；另一方面通过死亡受体途径激活caspase-8，共同导至细胞凋亡。

该研究的创新点在于首次将Pluronic F127纳米胶囊用于阿那曲唑的递送，并深入探讨了其凋亡诱导机制。10nm的超小粒径有利于肿瘤组织的高渗透和长滞留(EPR效应)，而pH响应释放特性则赋予其肿瘤靶向能力。与既往研究的区别在于，本研究聚焦于内分泌治疗药物，针对乳腺癌特异性靶点，为解决激素受体阳性乳腺癌治疗困境提供了新思路。

然而，作为体外概念验证研究，ANZ-PNCs的体内药代动力学、生物分布、器官安全性等仍需进一步评估。特别是10nm粒径颗粒可能穿越血脑屏障的特性，虽有利于脑转移治疗，但也可能带来中枢神经毒性风险，这些都需要后续动物实验验证。

总体而言，该研究开发了一种高效、生物相容性好的阿那曲唑纳米递送系统，为改善乳腺癌内分泌治疗效果、降低化疗副作用提供了有前景的策略，为后续临床转化研究奠定了坚实基础。