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三阴性乳腺癌(TNBC)治疗面临诸多难题,如化疗效果有限、纳米疗法存在缺陷等。研究人员开展了桔梗来源的细胞外囊泡(PGEVs)抑制 TNBC 的研究。结果显示 PGEVs 能抑制肿瘤生长、调节免疫和肠道菌群。这为 TNBC 治疗提供了新方向。
在癌症治疗的领域中,三阴性乳腺癌(TNBC)就像一座难以攻克的堡垒,威胁着众多女性的健康。TNBC 具有高侵袭性、高转移率、高复发率和高死亡率的特点,传统化疗因药物分布不精准、副作用严重,对很多患者疗效不佳。虽然肿瘤免疫疗法给 TNBC 治疗带来了新希望,但肿瘤免疫原性低和免疫抑制性肿瘤微环境(TME)等问题,使得免疫疗法效果大打折扣。与此同时,纳米疗法虽备受关注,可获批临床应用的却寥寥无几,其长期治疗效率低、生物相容性存疑、有毒催化剂和有机溶剂残留等问题,限制了它的发展。在这样的困境下,寻找一种安全、有效的治疗方法迫在眉睫。
中国农业科学院特产研究所的研究人员勇挑重担,开展了一项关于桔梗来源的细胞外囊泡(PGEVs)抑制 TNBC 的研究。他们发现,PGEVs 在治疗 TNBC 方面展现出巨大潜力,相关研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》上。
研究人员在这项研究中用到了多个关键技术方法。首先,通过超速离心和蔗糖梯度离心法从桔梗中提取 PGEVs;利用透射电子显微镜(TEM)、纳米流式细胞术(NanoFCM)等技术对 PGEVs 的形态、粒径、浓度和 zeta 电位等进行表征;采用蛋白质组学和脂质组学分析技术鉴定 PGEVs 的成分;运用荧光成像、流式细胞术等方法研究 PGEVs 的细胞摄取、体内分布、生物安全性和抗肿瘤活性等;还借助 16S rRNA 基因测序分析肠道菌群的变化。
下面来看看具体的研究结果:
- PGEVs 的鉴定与表征:研究人员成功从桔梗中提取出 PGEVs,TEM 图像显示其为典型的球形纳米囊泡,平均直径约 73nm,zeta 电位为 - 19.23mV。蛋白质组学和脂质组学分析表明,PGEVs 含有丰富的蛋白质、脂质、RNA 和活性分子,如磷脂、热休克蛋白等,这些成分暗示了 PGEVs 在免疫调节等方面的潜在作用。
- PGEVs 的体外稳定性和细胞摄取:在模拟胃肠道环境中,PGEVs 能保持稳定,在胃和小肠中至少 24 小时内可抵抗消化。体外实验发现,4T1 细胞、A549 细胞和 Raw 264.7 巨噬细胞都能高效摄取 PGEVs,且摄取效率随时间增加。
- PGEVs 的体外抗肿瘤活性:CCK - 8 实验表明,PGEVs 能浓度和时间依赖性地抑制 4T1 和 A549 细胞增殖,对 4T1 细胞(TNBC 细胞系)的抑制作用更强。Annexin V - FITC/PI 实验显示,PGEVs 可诱导肿瘤细胞凋亡,4T1 细胞的凋亡率明显高于 A549 细胞。此外,PGEVs 处理后,细胞内活性氧(ROS)水平显著升高,这可能是其诱导细胞凋亡的重要机制。
- PGEVs 诱导 TAMs 极化:研究人员利用 transwell 共培养系统模拟肿瘤微环境,发现 PGEVs 能促进 Raw 264.7 细胞向 M1 型巨噬细胞极化,表现为 M1 型标记物(iNOS、TNF - α、IL - 6 和 IL - 12)表达上调,M2 型标记物(CD206)表达下调,同时促炎细胞因子 TNF - α 和 IL - 6 分泌增加。极化后的 TAMs 能有效抑制肿瘤细胞生长。
- PGEVs 的体内分布和生物安全性:给小鼠口服或静脉注射 DiD 标记的 PGEVs 后发现,PGEVs 主要在肝脏、肾脏和肿瘤部位积累,且能穿过血脑屏障。不同给药方式下,PGEVs 在体内的分布有所差异。生物安全性评估显示,PGEVs 对小鼠体重、肝肾功能指标(ALT、AST、BUN 和 CREA)无明显影响,组织学评估也未发现器官和脑组织有形态异常或损伤。
- PGEVs 的体内抗肿瘤效果和免疫调节作用:在 TNBC 小鼠模型中,口服或静脉注射 PGEVs 均能显著抑制肿瘤生长,表现为肿瘤体积减小、重量减轻,肿瘤细胞凋亡增加(TUNEL 染色)、增殖减少(Ki67 表达降低),肿瘤血管生成受到抑制(CD31 表达减少)。进一步研究发现,PGEVs 能促进 TAMs 向 M1 型极化,增强细胞毒性 T 淋巴细胞(CTLs)的浸润和活性,降低肿瘤组织中 PD - 1 的表达,同时血清中与抗肿瘤免疫反应相关的细胞因子(TNF - α、IL - 6 和 IFN - γ)浓度升高,有效激活和调节了机体的免疫反应。
- PGEVs 对肠道菌群的调节作用:16S rRNA 基因测序分析表明,PGEVs 处理后,TNBC 小鼠肠道菌群的丰富度和多样性增加(Chao1、Shannon 和 Simpson 指数升高),有害菌(如拟杆菌属 Bacteroides)相对丰度降低,有益菌(如乳杆菌属 Lactobacillus)相对丰度增加,维持了肠道菌群的平衡,有利于抑制肿瘤发展。
综合研究结论和讨论部分,PGEVs 作为一种源自天然植物的纳米囊泡,在 TNBC 治疗中展现出多方面的优势。它能有效抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞凋亡,通过调节肿瘤微环境中的免疫细胞和肠道菌群,增强机体的抗肿瘤免疫反应。与传统治疗方法相比,PGEVs 具有生物安全性高、副作用小等特点,为 TNBC 的治疗提供了一种新的 “绿色” 纳米疗法,有望在未来临床应用中发挥重要作用,为 TNBC 患者带来新的希望。