射频辅助递送西兰花/卷心菜/羽衣甘蓝活性炭纳米颗粒用于结直肠癌的体外和体内放射-光动力联合治疗

本研究针对结直肠癌(CRCA)治疗中传统疗法选择性差、毒副作用大等难题，埃及研究团队创新性地将西兰花/卷心菜/羽衣甘蓝(BCK)提取物与活性炭纳米颗粒(ACNP)结合，开发了BCK-ACNP新型放射-光动力治疗(RFPDT)敏化剂。通过体外SW-620细胞和DMH/DSS诱导的小鼠模型证实，该复合物能显著增强射频(RF)和激光(IRL)的协同效应，通过诱导细胞周期阻滞(S/G2/M期)、激活凋亡(caspase 3/9)、自噬等死亡途径，并调控p53/Bax/VEGF等关键基因表达，实现高效抑瘤且改善肝肾功能和氧化应激指标。该研究为CRCA靶向治疗提供了绿色纳米递送新策略。

　　

在全球范围内，结直肠癌(Colorectal cancer, CRCA)的发病率和死亡率居高不下，传统治疗手段如手术、化疗和放疗存在选择性差、毒副作用大等局限。面对这一严峻挑战，来自埃及的研究团队将目光投向了天然植物提取物与纳米技术的结合，探索更安全高效的治疗方案。他们选择西兰花、卷心菜和羽衣甘蓝(Broccoli, Cabbage, Kale, BCK)这三种十字花科蔬菜作为研究对象，这些植物富含具有抗癌潜力的活性成分如硫代葡萄糖苷。然而，如何将这些天然成分精准递送至肿瘤部位并增强其疗效，成为研究的关键突破口。

为了突破这一瓶颈，Beni-Suef University的研究人员Samir Ali Abd El-Kaream等创新性地设计了一种复合纳米系统——将BCK提取物与活性炭纳米颗粒(Activated Carbon Nanoparticles, ACNP)结合，形成BCK-ACNP复合物，并将其作为放射-光动力治疗(Radiofrequency-Photodynamic Therapy, RFPDT)的新型敏化剂。这项开创性研究发表在《Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences》上，为CRCA的靶向治疗提供了全新思路。

研究团队采用化学活化法制备ACNP，通过磷酸碳化和KOH活化两步工艺获得具有纳米级孔隙结构的载体，再通过超声辅助将BCK提取物负载于ACNP上。通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等技术证实了复合物的成功制备。体外实验采用人CRCA细胞系SW-620，体内实验则使用1,2-二甲基肼(DMH)和葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的瑞士白化小鼠CRCA模型。关键实验技术包括：SRB法检测细胞活力、流式细胞术分析细胞周期和死亡方式(凋亡/坏死/自噬)、伤口愈合实验评估迁移能力、qRT-PCR检测相关基因表达、以及肝肾功能和氧化应激指标的生化分析。

研究结果部分，首先通过材料表征证实BCK-ACNP具有理想的纳米结构(2-50 nm孔径)和稳定性(Zeta电位-25 mV)。体外实验显示，BCK-ACNP联合RFPDT(射频+激光)表现出最强的抗癌效果：细胞活力检测显示其IC₅₀显著低于单一疗法；流式细胞术揭示该组合能诱导S/G₂/M期阻滞(比例增加至38.7%)，并显著提高早期凋亡(Annexin V⁺/PI^-达27.3%)、晚期凋亡(Annexin V⁺/PI⁺达19.8%)和自噬(AO染色阳性率41.5%)水平；伤口愈合实验证实其可抑制72%的细胞迁移。分子机制研究表明，该治疗上调促凋亡基因(p53、Bax、caspase 3/9、TNF-α)同时下调抗凋亡基因(Bcl-2)和血管生成因子(VEGF)。

在体内实验中，DMH/DSS诱导的CRCA小鼠经BCK-ACNP联合RFPDT治疗后，表现出显著的肿瘤抑制效果：氧化应激指标MDA降低57%，抗氧化酶系统(SOD、CAT、GPx等)活性恢复至近正常水平；肝功能(ALT/AST)和肾功能(尿素/肌酐)指标明显改善；组织病理学显示肿瘤坏死区域扩大而肝肾损伤减轻。qPCR分析进一步证实治疗组促凋亡基因表达上调2.1-3.8倍，而VEGF表达下降68%。

讨论部分指出，BCK-ACNP的成功之处在于其三重优势：ACNP的靶向递送能力提高了肿瘤局部药物浓度；BCK的天然抗氧化成分减轻了治疗副作用；RF与激光的协同作用增强了活性氧(ROS)生成。这种联合策略不仅克服了传统光动力治疗(PDT)穿透深度不足的问题，还通过射频(RF)扩大了治疗范围。值得注意的是，研究首次系统比较了RF、激光及其组合的疗效差异，证实RF在诱导细胞死亡方面更具优势(凋亡率比激光组高1.7倍)，而联合治疗可产生叠加效应。

该研究的临床意义在于：为CRCA提供了一种低毒、高效的绿色治疗方案；建立的BCK-ACNP制备工艺简单、成本低廉，适合推广；提出的RFPDT联合策略可拓展至其他癌症治疗。未来研究可进一步优化纳米颗粒的靶向修饰，并探索与其他治疗手段的联合应用。这项工作不仅为植物源抗肿瘤药物的开发提供了新范式，也为纳米材料在肿瘤联合治疗中的应用开辟了新途径。