适配体功能化脂质体用于肺癌抗癌药物靶向递送

《Molecules》：Aptamer-Functionalized Liposomes for Targeted Delivery of Anticancer Drugs in Lung Cancer

　　

氧化应激（oxidative stress, OS）与帕金森病（Parkinson’s disease, PD）等神经退行性疾病中的神经元损伤密切相关。真菌黑色素（fungal melanin）是显著的自由基清除剂；然而其保护神经元免受活性氧（reactive oxygen species, ROS）诱导损伤的能力仍研究不足。本研究评估了真菌黑色素及其精氨酸（arginine）修饰产物对SH-SY5Y细胞抵御神经毒素的神经保护作用，以及对ROS水平的影响。暴露于0.6 mM H2O2或1 mM MPP+后，ROS水平明显升高，细胞活力分别降至约56%和60%。在10 μg/mL时，来自Apioperdon pyriforme、Russula nigricans和Xylaria nigripes的黑色素显著保护细胞抵御H2O2细胞毒性；而来自Scleroderma sinnamariense子实体表皮的精氨酸修饰黑色素显著减轻MPP+细胞毒性。进一步剂量评价显示，A. pyriforme黑色素（10–12 μg/mL）在抵御H2O2时活性与阳性对照164 μg/mL N-乙酰半胱氨酸（N-Acetylcysteine, NAC）相当，使细胞活力升至90%。类似地，S. sinnamariense表皮精氨酸修饰黑色素（6–10 μg/mL）和NAC对MPP+具有可比保护作用，使细胞活力升至80%。两样品均将ROS抑制至未处理对照相当或更低水平。A. pyriforme黑色素可作为PD辅助疗法研究的候选。

研究背景方面，神经退行性疾病（neurodegenerative disorders, NDs）是全球健康负担，其中帕金森病（Parkinson’s disease, PD）患病率快速上升。氧化应激（oxidative stress, OS）是PD发病和进展的核心机制，大脑耗氧高且内源防御弱，活性氧（reactive oxygen species, ROS）如过氧化氢（H₂O₂）、超氧阴离子和羟基自由基可损伤DNA、脂质、蛋白质及线粒体，形成氧化损伤与线粒体功能障碍的恶性循环。目前NDs包括PD无法治愈，治疗多为缓解症状。内源神经黑色素（neuromelanin, NM）在正常时通过螯合铁等 redox-active 金属、清除自由基发挥神经保护；病理状态下其氧化还原稳定性和金属结合能力下降，提示可用膳食或真菌黑色素补偿抗氧化防御。真菌因生物量高、培养简单成为黑色素（melanin，一类异质性高分子色素，具自由基清除和金属螯合能力）生产热点；但真菌子实体黑色素神经保护机制不清，且天然黑色素水溶性差，氨基酸修饰可改善溶解度与活性。该论文发表在《Molecules》。

主要关键技术方法方面，研究人员从越南与比利时森林采集成熟真菌子实体，Xylaria nigripes采用市售菌核，以内部转录间隔区（internal transcribed spacer, ITS）测序比对GenBank完成物种鉴定；采用碱提酸沉并结合7 M盐酸水解纯化获得真菌黑色素，再以精氨酸按物种特定质量比进行修饰；以人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞为模型，用MTT法评细胞活力、用2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯（DCFH-DA）探针测细胞内ROS，并以H₂O₂和MPP⁺分别建立氧化损伤与PD样神经毒模型，NAC作阳性对照。

研究结果如下。2.1 产黑色素真菌物种清单：研究人员依据子实体颜色、产量、0.25 M NaOH溶解性及精氨酸修饰便利性，从9个物种10份色素中选定A. pyriforme、R. nigricans、X. nigripes、S. sinnamariense皮/孢子来源评估；Fomes fomentarius产量最高（99.83 mg g^?1）但因溶解性差未进入后续生物assay。

2.2 不同浓度黑色素及精氨酸修饰黑色素对SH-SY5Y活力影响：通过MTT检测发现，多数天然黑色素在10 μg/mL安全，40 μg/mL后S. sinnamariense与X. nigripes样品显毒，100 μg/mL时NaOH载体也致毒；精氨酸修饰样品水溶性更好、毒性更低，故选10 μg/mL作保护实验基线。

2.3 抵御H₂O₂细胞毒性的保护筛选：以10 μg/mL预处理24 h再加0.6 mM H₂O₂共处理，结果显示A. pyriforme、R. nigricans、X. nigripes天然黑色素把活力从55.34%提升到73.92%–75.31%，形态接近未处理组，证实其H₂O₂神经保护潜力。

2.4 高效黑色素不同浓度对H₂O₂的保护与ROS评价：在2–20 μg/mL区间呈钟形/激效（hormesis）曲线，A. pyriforme在10–12 μg/mL把活力恢复至85.05%–90.32%、ROS降至25.13%–36.00%，与未处理及NAC相当；R. nigricans和X. nigripes ROS降到正常水平但活力恢复略低，说明ROS下降不一定完全转化为活力恢复。

2.5 抵御MPP⁺细胞毒性的保护筛选：以1 mM MPP⁺造模，仅S. sinnamariense表皮精氨酸修饰黑色素在10 μg/mL把活力从60.65%提至74.92%，接近NAC的76.72%，形态改善明显。

2.6 S. sinnamariense精氨酸修饰黑色素对MPP⁺的浓度效应与ROS：6–10 μg/mL把活力提至74.50%–80.42%，8和10 μg/mL时ROS降至11.10%和16.65%，低于未处理与NAC；但A. pyriforme黑色素不护MPP⁺、该修饰黑色素不护H₂O₂，提示毒素机制与样品结构决定选择性。

讨论部分总结：黑色素类型随真菌类群而异，子实体大小与产量、NaOH溶解度、精氨酸修饰可行性和既往抗氧化数据共同决定候选。精氨酸修饰借阳离子特性降低表面负电、提高水溶性，从而降毒；残留精氨酸本身在模型中无保护，排除混淆。MTT主要反映线粒体代谢，高浓度黑色素可扰乱 redox 稳态并由抗氧化转促氧化。DCFH-DA不直接测H₂O₂，而是测Fenton反应生成的OH^●等强氧化剂，黑色素既胞内螯合金属、又胞外催化分解H₂O₂。H₂O₂靠ROS直损，MPP⁺靠抑制线粒体复合体I（complex I）继发ROS，因而不同黑色素/修饰体表现交叉保护缺失。未透析可能残留盐类是影响渗透压的潜在混杂，需后续去除。

结论部分翻译：本研究成功分离并鉴定9个产黑色素真菌物种，黑色素产量差异显著，A. pyriforme、Calvatia gigantea、F. fomentarius、R. nigricans产量最高（76.91–99.83 mg g^?1）；依生物量、碱溶、精氨酸修饰性与抗氧化报道选定A. pyriforme、R. nigricans、X. nigripes、S. sinnamariense深入评估。A. pyriforme、R. nigricans、X. nigripes黑色素抗H₂O₂最优，仅S. sinnamariense修饰黑色素抗MPP⁺。A. pyriforme黑色素10–12 μg/mL使H₂O₂处理细胞活力达85%–90%、ROS降至25%–36%，媲美未处理与NAC。S. sinnamariense精氨酸修饰黑色素6–10 μg/mL抗MPP⁺效果与NAC相当但低于未处理细胞。综上，A. pyriforme高产且抗H₂O₂神经毒突出，是后续体内PD研究的 promising candidate（有前景候选）。