双金属 ZnO/CuO 纳米复合材料：对抗肝细胞癌的新希望

肝细胞癌（HCC）死亡率高且耐药，现有治疗手段有限。研究人员合成不同比例的 ZnO 和 CuO 纳米复合材料，研究其抗 HCC 效果。结果显示，等比例的 N1 效果最佳，能抑制细胞增殖、迁移等。这为肝癌治疗提供新方向。

　　在全球范围内，肝癌是最致命的恶性肿瘤之一。据 GLOBOCAN 2022 报告，每年约有 866,136 例新确诊病例，估计死亡率达 758,725 人。其中，肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma，HCC）占原发性肝癌的近 90%，在癌症发病率和死亡率方面位居全球第四。尽管治疗手段不断进步，但高复发率和转移率仍是患者死亡的主要原因。化疗是 HCC 的主要治疗策略之一，索拉非尼（Sorafenib）作为晚期 HCC 的一线治疗药物，其疗效却受到非特异性和耐药性的限制。而且，大多数 HCC 患者确诊时已处于晚期，标准化疗往往效果不佳。因此，寻找更有效、更具针对性的治疗策略迫在眉睫。

在此背景下，埃及国家研究中心的研究人员开展了一项关于 ZnO 和 CuO 纳米复合材料抗 HCC 的研究。他们合成了不同比例的 ZnO 和 CuO 纳米复合材料（N1、N2 和 N3），并评估其对两种 HCC 细胞系（HepG2 和 HuH - 7）和一种正常肝细胞（BNL）的细胞毒性，同时与索拉非尼进行对比。此外，还通过多种实验方法探究了其潜在的抗癌机制。研究结果发表在《Scientific Reports》上，为肝癌治疗带来了新的希望。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。首先，运用超声法合成纳米复合材料，并通过 X 射线衍射（XRD）、高分辨率透射电子显微镜（HR - TEM）、X 射线光电子能谱（XPS）等技术对其进行结构和成分表征。在细胞实验方面，使用 SRB 法评估细胞活力，计算半数抑制浓度（IC₅₀）；利用流式细胞术进行细胞周期分析、Annexin V/PI 凋亡检测以及自噬评估；通过划痕愈合实验检测细胞迁移能力；运用蛋白质免疫印迹（Western blot）分析关键蛋白表达；采用特定试剂和仪器测定细胞内活性氧（ROS）水平。

研究结果

1. 纳米复合材料的表征：通过 XPS 分析，确定了 N1、N2 和 N3 纳米复合材料中各元素的存在及含量，如 ZnO 和 CuO 的相对比例。XRD 结果显示，所有纳米复合材料都具有良好的结晶性，且含有 CuO（Tenorite 相）和 ZnO（Zincite 相）两种相。
2. 细胞毒性评估：SRB 实验表明，N1 对 HuH - 7 细胞的抑制作用最强，IC₅₀值为 16.99 ± 1.37 μg/mL，且对正常肝细胞（BNL）毒性较低，具有较高的选择性指数。N2 对 HepG2 细胞的细胞毒性较弱，而索拉非尼对癌细胞和正常细胞的 IC₅₀值相近，选择性较差。
3. 细胞周期分析：用 N1 和索拉非尼处理 HuH - 7 细胞后，通过流式细胞术发现，二者均使细胞周期在 S 期和 G2/M 期发生阻滞，导致 G0 - G1 期细胞比例减少，S 期和 G2/M 期细胞比例增加，同时伴随细胞死亡增多，表现为 pre - G1 期细胞比例显著上升。
4. 细胞死亡模式探究：Annexin V - FITC/PI 检测显示，N1 和索拉非尼均能诱导 HuH - 7 细胞发生凋亡和坏死。N1 处理后，约 18% 的细胞死亡，其中凋亡细胞占 7.42 ± 0.33%，坏死细胞占 10.12 ± 0.96%；索拉非尼处理后，约 32% 的细胞死亡，凋亡细胞占 13.41 ± 0.99%，坏死细胞占 18.38 ± 1.22%。
5. 自噬诱导研究：经吖啶橙染色结合流式细胞术以及 Western blot 分析发现，N1 和索拉非尼均能诱导 HuH - 7 细胞发生自噬。N1 处理后，自噬标记蛋白 Beclin - 1 和 LC3 - II 表达上调；索拉非尼虽也诱导自噬，但 Beclin - 1 表达下调，表明二者调节自噬的分子机制可能不同。
6. 细胞迁移抑制研究：划痕愈合实验表明，N1（30 μg/ml）在各时间点对 HuH - 7 细胞迁移的抑制作用均强于索拉非尼。Western blot 分析显示，N1 和索拉非尼均能下调 EMT 关键蛋白波形蛋白（Vimentin）的表达，且 N1 的抑制作用更强，而索拉非尼可使 E - cadherin 表达增加，N1 对其表达无明显影响。
7. ROS 生成检测：用不同浓度的 N1 处理 HuH - 7 细胞后，检测发现 N1 能显著诱导细胞内 ROS 生成，且呈剂量依赖性，表明 ZnO/CuO 纳米复合材料的抗癌活性可能与 ROS 介导的细胞凋亡有关。

研究结论与讨论

本研究表明，双金属 ZnO/CuO 纳米复合材料具有显著的抗 HCC 潜力。其中，等比例的 N1 纳米复合材料效果最为突出，它能有效抑制 HuH - 7 细胞增殖，诱导细胞周期在 S 期和 G2/M 期阻滞，触发凋亡、坏死和自噬等多种细胞死亡途径，还能通过下调 Vimentin 显著抑制细胞迁移，进而发挥抗癌作用。而且，该纳米复合材料对癌细胞具有选择性毒性，对正常肝细胞毒性较低，有望成为比索拉非尼更安全的治疗选择。

然而，目前对于这些纳米复合材料的抗癌机制仍有许多待探索之处。例如，其对线粒体膜电位（MMP）的影响以及 ROS 介导的凋亡过程中的具体分子机制尚不清楚。此外，还需通过体内和体外模型进一步评估其对肿瘤进展和转移的长期影响，探究其与现有化疗药物联合使用的效果，以优化其临床应用。尽管如此，本研究为肝癌治疗提供了新的思路和潜在的治疗策略，为后续研究奠定了重要基础，有望推动肝癌治疗领域的进一步发展。