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基于硫醇化羧甲基纤维素微凝胶/水凝胶的双药递送系统增强胃癌治疗的研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月22日 来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 5.4
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针对胃癌化疗耐药性高、药物副作用大等问题,研究人员开发了一种基于硫醇化羧甲基纤维素(CMC-SH)微凝胶与明胶/二醛纤维素(DACG)水凝胶的双药递送系统,共载5-氟尿嘧啶(5-FU)和姜黄素(Cur)。该系统通过差异化释放双药,显著克服5-FU耐药性并增强抗癌效果,体外实验证实其通过ROS介导的凋亡机制抑制肿瘤细胞增殖。该研究为胃癌的精准局部治疗提供了创新性解决方案。
胃癌是全球范围内发病率和死亡率均居高不下的恶性肿瘤,尤其在中国的疾病负担尤为沉重。由于早期诊断率低,多数患者确诊时已处于晚期,传统化疗方案如5-氟尿嘧啶(5-FU)虽广泛应用,却面临严重副作用、肿瘤细胞耐药性及非特异性杀伤等挑战。与此同时,天然化合物姜黄素(Curcumin, Cur)虽具有多重抗癌机制,但其水溶性差、代谢快等缺陷限制了临床应用。如何通过新型递药系统整合两种药物的优势并克服各自短板,成为当前研究的关键突破口。
为解决上述问题,来自辽宁省高校基础科研项目等资助的研究团队设计了一种基于硫醇化羧甲基纤维素(CMC-SH)微凝胶与明胶/二醛纤维素(DACG)水凝胶的复合递药系统(5-FU+Cur/CMC-SH m@DACG)。该系统通过微凝胶封装疏水性Cur与亲水性5-FU,再嵌入可注射水凝胶基质,实现了药物的差异化释放与协同增效,相关成果发表于《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》。
研究团队采用EDC/NHS化学活化羧基合成CMC-SH微凝胶,通过FTIR、13C NMR等技术验证其结构;利用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征粒径与形貌;通过体外释放实验评估双药释放动力学;并采用CCK-8、流式细胞术、Western blot等分析抗癌机制。
表征CMC-SH微凝胶
FTIR与XPS证实L-半胱氨酸成功接枝至CMC骨架,形成硫醇化修饰。微凝胶粒径约200 nm,zeta电位-25 mV,表明良好的胶体稳定性。载药实验显示5-FU与Cur的包封率分别达78.3%和82.1%,体外释放曲线显示5-FU在24小时内快速释放,而Cur持续释放达96小时。
双药协同抗癌机制
在HGC-27和AGS胃癌细胞中,5-FU+Cur/CMC-SH m@DACG较单药组显著抑制细胞增殖(存活率<30%),流式检测显示凋亡率提升至45.6%。Western blot证实Cur通过下调Bcl-2和上调Bax蛋白增强5-FU的促凋亡作用。JC-1染色显示线粒体膜电位下降,伴随ROS水平升高2.8倍,表明其通过ROS-线粒体通路诱导凋亡。
结论与意义
该研究创新性地将天然多糖衍生物与双药共载策略结合,构建了具有临床转化潜力的局部递药系统。其优势在于:1)通过微凝胶/水凝胶分级结构实现药物控释;2)利用Cur逆转5-FU耐药性;3)可经内镜注射实现精准治疗。未来研究需进一步验证体内疗效及生物安全性,但其为胃癌的微创治疗提供了新思路。
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