柚皮苷纳米颗粒通过调控HIF氧感应通路抑制肺腺癌缺氧微环境的机制研究

本研究针对肺腺癌缺氧微环境这一临床难题，创新性地采用分子对接和纳米载药技术，探究了柚皮苷(NAR)及其壳聚糖纳米颗粒(NARNPs)通过激活氧感应羟化酶(PHD/FIH)调控缺氧诱导因子(HIF)通路的分子机制。研究发现NARNPs能显著增强PHD和FIH活性（相对活性达18.2%），促进HIF-1α降解并抑制其转录活性，其结合能达-10.1 kcal/mol（PHD）和-8.1 kcal/mol（FIH）。该研究为开发靶向HIF通路的纳米药物提供了新策略，论文发表于《BMC Research Notes》。

　　

肺腺癌作为全球癌症相关死亡的首要原因，其典型的缺氧微环境是导致治疗抵抗和转移的关键因素。在缺氧状态下，细胞通过稳定缺氧诱导因子HIF-1α来激活促存活通路，而这一过程主要受氧依赖性羟化酶PHD（脯氨酰羟化酶）和FIH（抑制缺氧因子）调控。然而肿瘤细胞中PHD/FIH活性常被抑制，使得HIF-1α异常积累。虽然已有研究报道黄酮类化合物柚皮苷(NAR)具有抗癌潜力，但其水溶性差、生物利用度低等问题严重限制了临床应用。

针对这一难题，坦塔大学的研究团队创新性地将纳米技术与分子药理学相结合。他们通过计算机模拟预测NAR与PHD/FIH的结合特性，并采用离子交联法制备壳聚糖纳米颗粒(NARNPs)以改善药物递送效率。研究发现，NAR与PHD、FIH和VHL蛋白的结合能分别达-10.1、-8.1和-8.3 kcal/mol，表明其可自发形成稳定复合物。制备的NARNPs粒径为19-40 nm，zeta电位+30~+50 mV，20小时内释放率达80%，显著优于既往研究（45-55%）。在A549肺腺癌细胞中，NARNPs使PHD和FIH活性提升至18.2%和13%，效果优于游离NAR和阳性对照5-FLU（12.4%），而对正常细胞毒性较低（IC₅₀ 71 vs 35.2 μg/mL）。

分子对接
通过AutoDock Vina模拟显示，NAR与PHD催化口袋形成氢键和疏水相互作用，其结合能(-10.1 kcal/mol)显著强于已知激活剂，为实验设计提供理论依据。

纳米颗粒表征
采用FTIR和XRD证实NAR通过氢键嵌入壳聚糖基质，TEM显示球形纳米颗粒（19-40 nm），SEM显示表面光滑，这些特性使其能有效穿透肿瘤组织。

细胞实验
MTT法证实NARNPs对A549细胞的IC₅₀（35.2 μg/mL）较游离NAR降低42%，且选择性指数提升6.5倍，表明纳米化增强靶向性。

羟化酶活性检测
通过α-酮戊二酸比色法首次证实NARNPs可同时激活PHD和FIH，打破传统认为FIH难以被小分子调控的认知，其作用强度呈现剂量依赖性。

该研究不仅阐明NAR通过"双羟化酶激活"机制调控HIF通路的新靶点，更开创性地证明壳聚糖纳米载体可显著提升黄酮类化合物的治疗指数。相较于传统化疗药5-FLU，NARNPs展现出更好的安全性（正常细胞IC₅₀ 71 vs 8.07 μg/mL）和机制特异性。尽管仍需开展体内基因表达谱验证，这项研究为开发靶向肿瘤缺氧微环境的纳米药物提供了重要范式，其采用的"计算机模拟-纳米载药-酶活检测"三联策略也可拓展至其他难溶性天然产物的开发。