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为解决皮肤癌治疗中肿瘤靶向性低、光敏剂递送不足等问题,研究人员开展二氧化钛 / 孟加拉玫瑰红共轭壳聚糖纳米颗粒(TiO?/RB@CSNP)用于微光动力治疗(MWPDT)的研究。结果表明其可诱导癌细胞凋亡、抑制肿瘤生长,为皮肤癌治疗提供新策略。
皮肤癌是全球最常见的恶性肿瘤之一,其中非黑色素瘤皮肤癌(NMSKCA)发病率高,黑色素瘤(MSKCA)致死率高。传统治疗如手术、放疗、化疗存在毒性大、靶向性差等局限,尤其深层肿瘤难以有效清除。微光动力治疗(MWPDT)结合光动力(PDT)和微波动力(MWDT),利用光敏剂在激光和微波激活下产生活性氧(ROS)杀伤肿瘤细胞,且微波穿透深度优于传统光疗,成为潜在创新疗法。然而,现有光敏剂存在肿瘤蓄积不足、清除快等问题,限制了疗效。
为突破上述瓶颈,埃及亚历山大大学的研究人员开展了二氧化钛 / 孟加拉玫瑰红共轭壳聚糖纳米颗粒(TiO?/RB@CSNP)作为 MWPDT 光敏剂的研究,相关成果发表于《BMC Cancer》。该研究通过构建 TiO?/RB@CSNP 纳米体系,探索其在皮肤癌治疗中的体内外效果,旨在开发高效、低毒的靶向治疗策略。
关键技术方法
研究采用纳米合成技术制备 TiO?/RB@CSNP,通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)等表征其形态和结构。体外实验使用人皮肤癌细胞系 A-375,通过磺基罗丹明 B(SRB)法检测细胞毒性,流式细胞术分析细胞周期、凋亡、坏死及自噬,划痕实验评估细胞迁移能力。体内实验利用 7,12 - 二甲基苯并 [a] 蒽(DMBA)/ 巴豆油诱导的瑞士白化小鼠皮肤癌模型,分为对照组、激光组、微波组、TiO?/RB@CSNP 单药及联合治疗组,检测肿瘤生长、氧化应激指标(MDA、SOD 等)、肝肾功能(ALT、AST、尿素、肌酐)及相关基因表达(Caspase 3/9、p53、Bax、Bcl-2、VEGF 等),并通过组织病理学染色观察肿瘤形态变化。
研究结果
1. TiO?/RB@CSNP 的表征
透射电镜和粒径分析显示,纳米颗粒呈均匀球形,粒径约 XX nm,表面电荷为正(zeta 电位 + XX mV),紫外 - 可见光谱和傅里叶红外光谱证实 TiO?和 RB 成功共轭至壳聚糖纳米颗粒(CSNP)。X 射线衍射和能量色散 X 射线光谱验证了晶体结构和元素组成,表明纳米体系构建成功。
2. 体外抗肿瘤效果
SRB 实验表明,TiO?/RB@CSNP 对 A-375 细胞的抑制呈剂量依赖性,联合激光和微波(MWPDT)组细胞存活率最低。流式细胞术显示,MWPDT 组 G0/G1 期细胞周期阻滞显著,早期和晚期凋亡细胞比例增加,坏死及自噬细胞数量上升,证实其通过多途径诱导细胞死亡。划痕实验显示,MWPDT 组细胞迁移能力明显减弱,提示该疗法可抑制肿瘤转移。
3. 体内抗肿瘤及机制研究
在 DMBA / 巴豆油诱导的小鼠模型中,MWPDT 组肿瘤体积显著小于对照组,氧化应激指标 MDA 水平降低,抗氧化酶(SOD、GST、GPx 等)活性及总抗氧化能力(TAC)提升,表明其可缓解肿瘤微环境中的氧化损伤。肝肾功能检测显示,TiO?/RB@CSNP 治疗组 ALT、AST、尿素、肌酐水平接近正常,证实其系统毒性较低。基因表达分析表明,MWPDT 上调促凋亡基因(Caspase 3/9、p53、Bax、TNFα),下调抗凋亡基因(Bcl-2)和血管内皮生长因子(VEGF),抑制肿瘤血管生成和细胞增殖。组织病理显示,MWPDT 组肿瘤组织出现大面积坏死,正常组织损伤轻微。
结论与意义
本研究证实,TiO?/RB@CSNP 作为 MWPDT 光敏剂,通过激光和微波双重激活,在体内外均展现出高效的皮肤癌治疗效果,其机制涉及诱导细胞凋亡、自噬、抑制血管生成及调节氧化应激平衡。壳聚糖纳米颗粒的靶向递送特性提高了光敏剂在肿瘤部位的蓄积,降低了全身毒性。该研究为皮肤癌治疗提供了一种安全、有效的新型策略,有望推动微光动力治疗在临床中的应用。未来需进一步开展临床试验,验证其在人体中的安全性和疗效,为皮肤癌患者带来新希望。