《Phytomedicine Plus》:Ellagic acid and α-mangostin in oral gel formulations show anticancer, antiviral, and anti-inflammatory activities
in vitro
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为解决口腔鳞状细胞癌(OSCC)及病毒相关口腔病变的局部治疗难题,研究人员开发了含鞣花酸(EA)和α-倒捻子素(α-MG)的口服凝胶。研究证实,该凝胶对SCC-25癌细胞具有选择性细胞毒性,在感染前及感染后阶段均能显著抑制HSV-1病毒,并有效降低LPS诱导的RAW264.7细胞中一氧化氮(NO)的产生,展现出优异的抗炎活性。该研究为开发兼具抗肿瘤、抗病毒和抗炎活性的局部治疗新策略提供了有力证据。
口腔癌,特别是口腔鳞状细胞癌(OSCC),是一种高度致命的疾病,其发生发展与多种因素密切相关。除了吸烟、饮酒等传统风险因素外,病毒感染,如人乳头瘤病毒(HPV)和单纯疱疹病毒(HSV),也被证实是口腔癌变的重要诱因。这些病毒能够促进细胞转化和免疫逃逸,从而加速恶性肿瘤的进展。然而,目前针对病毒相关口腔病变的治疗仍面临诸多挑战,如药物局部渗透性差、易复发以及全身用药带来的副作用等。因此,开发一种能够直接作用于病灶、兼具抗病毒和抗癌活性的局部治疗策略,成为当前研究的迫切需求。
天然植物来源的活性成分因其多靶点、低毒性的特点,在癌症治疗领域展现出巨大潜力。其中,石榴皮中富含的鞣花酸(EA)和山竹果皮中提取的α-倒捻子素(α-MG)备受关注。研究表明,EA和α-MG不仅具有显著的抗癌活性,还表现出抗病毒和抗炎等多种生物活性。然而,这两种成分的水溶性差,限制了其生物利用度和临床应用。为了克服这一难题,研究人员将目光投向了局部给药系统——口服凝胶。凝胶制剂具有良好的铺展性、黏膜黏附性和患者依从性,能够将药物直接递送至口腔病灶,是实现局部高效治疗的理想选择。
基于此,来自曼谷吞武里大学的研究团队在《Phytomedicine Plus》上发表了一项研究,旨在开发并评估含有EA和α-MG的口服凝胶制剂,并系统探究其在体外对口腔癌、病毒(HSV-1和HPV-16)以及炎症的抑制作用,为开发新型口腔局部治疗药物提供科学依据。
关键技术方法
本研究主要采用了细胞培养、MTT法评估细胞毒性、斑块减少试验(PRA)评估抗HSV-1活性、HPV-16假病毒感染模型评估抗HPV活性,以及Griess试剂法检测一氧化氮(NO)水平以评估抗炎活性。研究涉及的细胞系包括人口腔鳞癌细胞(SCC-25)、人口腔角质形成细胞(OKC)、人牙龈成纤维细胞(HGF)、小鼠巨噬细胞(RAW264.7)、人胚肾细胞(293FT)和非洲绿猴肾细胞(Vero)。
研究结果
鞣花酸和α-倒捻子素的细胞毒性
研究首先评估了EA和α-MG对口腔鳞癌细胞(SCC-25)和正常口腔角质形成细胞(OKC)的细胞毒性。结果显示,EA和α-MG均对SCC-25细胞表现出显著的细胞毒性,且呈剂量依赖性。当EA浓度超过62.50 μg/mL、α-MG浓度超过6.25 μg/mL时,SCC-25细胞的存活率显著降低。此外,α-MG对OKC细胞也表现出一定的毒性,在浓度高于1.5625 μg/mL时,细胞存活率开始下降。
含鞣花酸和α-倒捻子素口服凝胶的细胞毒性
研究人员进一步评估了EA和α-MG口服凝胶制剂的细胞毒性。EA口服凝胶在浓度超过5 mg/mL(相当于EA浓度>10 μg/mL)时,对SCC-25细胞产生细胞毒性;在浓度超过1.25 mg/mL(EA>5 μg/mL)时,对OKC细胞生长产生影响。α-MG口服凝胶在浓度超过40 mg/mL(α-MG>16 μg/mL)时,对SCC-25细胞产生细胞毒性;在浓度超过20 mg/mL(α-MG>8 μg/mL)时,对OKC细胞产生毒性。
鞣花酸和α-倒捻子素对HSV-1的抗病毒作用
通过斑块减少试验(PRA)评估了EA和α-MG及其凝胶制剂对单纯疱疹病毒1型(HSV-1)的抑制作用。结果显示,无论是EA还是α-MG,其纯化合物和凝胶制剂均能有效抑制HSV-1感染,尤其是在病毒进入细胞后的阶段。在感染前和感染后处理中,这两种化合物均能显著减少HSV-1诱导的斑块形成,最大抑制率可达100%。
鞣花酸和α-倒捻子素化合物及口服凝胶对HPV-16感染的影响
研究还评估了EA、α-MG及其凝胶制剂对人乳头瘤病毒16型(HPV-16)假病毒感染的抑制作用。结果表明,无论是在病毒附着前阶段还是吸附阶段,EA和α-MG及其凝胶制剂均未表现出对HPV-16假病毒感染的抑制活性。
一氧化氮(NO)抑制
为了评估抗炎活性,研究人员检测了EA和α-MG及其凝胶制剂对LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞产生一氧化氮(NO)的抑制作用。结果显示,在1 mg/mL的浓度下,EA和α-MG凝胶制剂均表现出显著的抗炎活性,NO抑制率分别为21.28 ± 3.37%和37.80 ± 5.83%,其中α-MG的抑制效果更强。
研究结论与讨论
本研究成功开发了含有EA和α-MG的口服凝胶制剂,并系统评估了其体外生物活性。研究证实,EA和α-MG及其凝胶制剂对口腔鳞癌细胞(SCC-25)具有选择性细胞毒性,显示出良好的抗癌潜力。同时,它们对HSV-1病毒表现出强大的抑制作用,尤其是在病毒进入细胞后的复制阶段,这为治疗HSV-1相关的口腔疾病提供了新的思路。此外,这两种制剂还能显著抑制LPS诱导的NO产生,表明其具有明确的抗炎活性。
然而,研究也发现,EA和α-MG及其制剂对HPV-16假病毒感染没有抑制作用,提示它们可能不作用于HPV的L1/L2衣壳蛋白。这一结果与部分既往研究存在差异,可能与使用的化合物浓度或实验模型不同有关。
值得注意的是,虽然EA和α-MG对癌细胞表现出选择性毒性,但它们在较高浓度下对正常口腔角质形成细胞(OKC)也产生了一定的毒性。这提示在未来的临床应用中,需要精确控制药物浓度,以在保证疗效的同时最大限度地减少对正常组织的损伤。
综上所述,本研究开发的EA和α-MG口服凝胶制剂展现出集抗癌、抗HSV-1和抗炎于一体的多重生物活性,为开发治疗口腔癌和HSV-1相关口腔病变的局部治疗新策略提供了有力的实验依据。未来,通过开发基于纳米技术的缓释递送系统,有望进一步提高药物的靶向性和生物利用度,推动其向临床应用转化。