负载木犀草素纳米颗粒的PVA水凝胶通过抑制β-catenin/EMT通路治疗胶质母细胞瘤术后复发的研究

为解决胶质母细胞瘤(GBM)术后上皮间质转化(EMT)导致的复发难题，武汉大学团队创新性开发了负载木犀草素纳米颗粒(LU NPs)的PVA水凝胶(LU@gel)。研究通过溶剂蒸发法构建粒径187nm的LU NPs，证实其通过抑制β-catenin/Cyclin D1通路显著降低GL261细胞增殖(IC50 16.9μg/ml)，并下调Vimentin等EMT标志物表达。体内实验显示LU@gel使小鼠生存期显著延长，肿瘤体积缩小50%以上。该研究为突破血脑屏障限制、实现GBM术后局部精准治疗提供了新策略。

　　

胶质母细胞瘤(GBM)作为中枢神经系统最恶性的原发性肿瘤，患者中位生存期仅14-15个月，术后复发是临床面临的主要挑战。这种高度侵袭性肿瘤的特征性行为——上皮间质转化(EMT)，使得残留肿瘤细胞获得迁移能力，成为复发根源。更棘手的是，血脑屏障(BBB)的存在使全身给药难以达到有效浓度，而传统化疗药物替莫唑胺(TMZ)易产生耐药性。面对这一系列"卡脖子"难题，武汉大学人民医院团队将目光投向天然黄酮类化合物木犀草素(LU)，其已知的抗肿瘤和抑制EMT作用与GBM治疗需求高度契合，但水溶性差和BBB穿透率低制约了临床应用。

研究团队创新性地采用溶剂蒸发法制备自组装木犀草素纳米颗粒(LU NPs)，通过动态光散射(DLS)和电镜技术确认其187nm粒径和球形结构。体外实验显示，LU NPs可剂量依赖性抑制GL261细胞增殖(CCK-8法证实IC₅₀
为16.9μg/ml)，EdU实验显示DNA合成减少40%，流式细胞术揭示G0/G1期阻滞达65%。Western blot证实其通过下调β-catenin及其下游Cyclin D1、c-Myc实现细胞周期阻滞。划痕实验和Transwell实验共同表明，20μg/mL LU NPs处理使细胞迁移率降低70%，同时EMT标志物E-cadherin表达上调2.1倍，N-cadherin下降60%。

为突破BBB限制，团队构建了8%浓度PVA水凝胶载药系统(LU@gel)。扫描电镜显示其具有36.5μm孔径的三维网络结构，流变测试显示储能模量G′达2000Pa，与脑组织力学特性匹配。X射线光电子能谱(XPS)证实LU NPs主要附着于PVA表面，体外释放实验显示持续释放达24天。在GL261-luc原位移植瘤模型中，术后局部应用LU@gel使小鼠中位生存期延长至32天(对照组仅21天)，活体成像显示肿瘤体积缩小53%，免疫组化显示Ki67阳性细胞减少68%，β-catenin表达下调55%。

关键技术方法包括：通过溶剂蒸发法制备LU NPs并采用SEM/TEM/DLS进行表征；CCK-8、EdU和流式细胞术评估抗增殖效应；划痕实验和Transwell分析迁移侵袭能力；Western blot检测β-catenin/EMT通路蛋白；构建8%PVA水凝胶载药系统并进行流变学测试；建立GL261-luc原位移植瘤模型，通过IVIS活体成像和IHC评估治疗效果。

研究结论部分明确指出，LU@gel通过双重机制发挥抗GBM作用：一方面通过抑制β-catenin/Cyclin D1通路阻断细胞周期进程，另一方面通过调控E-cadherin/Vimentin表达逆转EMT过程。这种基于天然药物的局部缓释系统，不仅解决了传统化疗的BBB穿透难题，其生物可降解特性还避免了二次手术取出需求。该研究为GBM术后辅助治疗提供了兼具创新性和临床转化价值的新方案，相关成果发表在《Materials Today Bio》期刊。值得注意的是，研究中发现PVA残留可能影响纳米颗粒纯度，未来或可通过工艺优化进一步提高载药效率。