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肺癌死亡率高,放疗面临提升肿瘤损伤且降低对健康组织副作用的挑战。研究人员制备并表征载银纳米颗粒(AgNPs)的 Niosomes,探究其对肺癌放疗的增敏作用。结果显示该纳米系统能增效且降低 AgNPs 毒性,为肺癌治疗提供新选择。
在全球范围内,癌症严重威胁着人类的健康,而肺癌更是其中的 “头号杀手”,其死亡率一直居高不下。据统计,2022 年约有 240 万人被诊断出患有肺癌,同时约 180 万人因肺癌离世。目前,肺癌的治疗方法多种多样,放疗便是其中重要的一环,它对约一半的肺癌患者有效。然而,放疗在治疗过程中存在着明显的弊端:一方面,肿瘤对放疗存在抵抗性,这会降低放疗效果,导致肿瘤复发和转移;另一方面,放疗在杀死癌细胞的同时,也会对正常组织造成损伤,带来一系列副作用。因此,如何提高放疗对肿瘤细胞的杀伤力,同时减少对健康组织的损害,成为了亟待解决的难题。
为了攻克这一难题,来自伊朗赞詹医科大学(Zanjan University of Medical Sciences)的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们致力于探究载银纳米颗粒(AgNPs)的非离子表面活性剂囊泡(Niosomes)对肺癌放疗的增敏效果,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先,通过化学还原法合成 AgNPs,再用薄层水化法将其负载到 Niosomes 中。接着,采用动态光散射(DLS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外 - 可见光谱(UV-Vis)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量色散 X 射线光谱(EDAX)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等技术对制备的纳米系统进行全面表征。此外,利用 MTT 法在正常人类肺细胞(MRC-5)和肺癌细胞(A549)中评估纳米系统的细胞毒性。
研究结果如下:
- 纳米系统的制备与表征:成功合成了 AgNPs、Niosomes 以及载 AgNPs 的 Niosomes(Nio-AgNPs)。DLS 结果显示,AgNPs 的平均流体动力学直径为 55.81±0.26nm,Niosomes 为 156.3±3.51nm,Nio-AgNPs 为 163.1±1.21nm,且三者的多分散指数(PDI)均低于 0.4,表明颗粒尺寸分布均匀。UV-Vis 光谱证实了 AgNPs 成功负载到 Niosomes 中,FT-IR 光谱分析显示特征峰的位移,进一步确认了 AgNPs 的封装。FE-SEM 图像显示 Nio-AgNPs 呈球形且表面光滑,EDAX 分析表明 AgNPs 成功掺入 Niosomes 结构,ICP-MS 测定 AgNPs 的包封率为 49.9±0.40%。
- 细胞毒性研究:MTT 实验表明,AgNPs 对 MRC-5 细胞具有剂量依赖性毒性,而 Nio-AgNPs 显著降低了这种毒性,提高了细胞活力,说明 Niosomes 可有效改善 AgNPs 的生物相容性。在 A549 肺癌细胞实验中,随着 AgNPs 和 Nio-AgNPs 浓度增加,细胞活力下降,且在放疗(4Gy X 射线)作用下,细胞活力下降更明显。特别是 Nio-AgNPs 联合放疗时,细胞活力下降最为显著。通过等辐射剂量图分析,Nio-AgNPs 与放疗联合的组合指数(CI)小于 1,显示出协同效应。
研究结论和讨论部分指出,该研究成功制备并表征了载 AgNPs 的 Niosomes 纳米系统。体外细胞实验表明,这种纳米系统在肺癌放疗中展现出显著的治疗效果,它不仅能增强放疗对 A549 癌细胞的杀伤力,还能降低 AgNPs 对正常细胞(MRC-5)的毒性。这一研究成果为肺癌的放疗增敏提供了新的策略和潜在的治疗选择,凸显了 Niosomes 作为纳米载体在增强 AgNPs 放疗效果方面的重要作用。然而,该研究也存在一定局限性,例如仅在特定细胞系中进行研究,未充分考虑不同细胞系的差异;缺乏体内模型研究,无法全面了解纳米系统在人体中的行为;未深入分析细胞周期阶段对放疗效果的影响等。未来研究可从增加细胞系种类、开展体内实验、深入探究细胞周期与放疗和纳米颗粒的相互作用等方面展开,以进一步优化纳米药物治疗方案,推动其向临床应用转化,为肺癌患者带来更多希望。