ZnO@Glu-Carvacrol纳米颗粒通过调控EMT关键枢纽基因抑制结直肠癌细胞的增殖、凋亡与迁移能力

《Scientific Reports》：Modulation of EMT-related gene expression in colorectal cancer by carvacrol-conjugated ZnO nanoparticles: an integrated in silico and in vitro study

　　

摘要

上皮-间质转化（EMT）是结直肠癌（CRC）进展和转移的关键驱动因素。识别关键的EMT相关基因和新型治疗策略可能改善患者预后。在本研究中，我们使用TCGA数据分析了CRC中EMT相关基因的表达，并通过蛋白-蛋白相互作用网络和中心性分析鉴定了差异表达基因。使用MTT试验、增殖和凋亡标志物的基因表达谱分析、集落形成和划痕愈合实验，评估了ZnO和ZnO@glu-Carvacrol纳米颗粒在HCT-116和HT-29细胞中的抗癌效果。在200个EMT相关基因中，75个在CRC中高表达，69个低表达。鉴定了17个枢纽基因，其中SERPINE1和BGN在探索性生存分析中与患者不良生存预后关联最强。结构和形态学表征证实ZnO@Glu-Carva NP是晶体纳米复合材料，具有高效的Carvacrol负载和有利于生物应用的理化性质。ZnO@Glu-Carva NP（10 μg/mL）处理显著降低了细胞活力，抑制了CCND1、CCNE1和BCL2表达，上调了BAX，并抑制了集落形成和伤口闭合。值得注意的是，ZnO@Glu-Carva NP还显著下调了CRC细胞中SERPINE1和BGN的表达。我们的结果表明，ZnO@Glu-Carva NP通过调节关键EMT相关基因、促进凋亡和损害克隆生长及与伤口闭合相关的细胞运动能力，在CRC中发挥增强的抗癌效果。这些结果突出了其作为纳米复合材料平台在CRC治疗研究中进一步探索的潜力。