本文题为《Radix Polygoni Multiflori-derived Exosome-like Nanoparticles的分子抗肿瘤机制》。本研究首次从传统中药何首乌(Radix Polygoni Multiflori, RPM)的汁液中分离出外泌体样纳米颗粒(ELNs),并证实其具有显著的抗肝癌活性。此前,植物ELNs的研究多集中于柠檬、山药、苦瓜等。而RPM作为具有悠久药用历史的中药,其ELNs的分离与功能探索填补了该领域的空白。
全球首次从何首乌中分离出外泌体样纳米颗粒(ELNs),并确认其通过调控细胞周期基因(如Cdkn1a、Cdc20)显著抑制肝癌细胞增殖与迁移,且在体内主要富集于肝脏。这一发现为天然药物的开发提供了全新载体。
本研究开创了何首乌“中药-外泌体”跨界抗肿瘤的新模式,显示了这一传统中药在现代生物医药中的独特优势。RPM-ELNs的分离采用差异离心和超速离心,避免化学试剂的干扰,从而保留了其天然生物活性。ELNs的平均粒径为159.5nm,符合外泌体的标准范围,并拥有明显的杯状结构。
通过多维度的体外实验验证了RPM-ELNs的抗肿瘤机制,包括增殖、凋亡及迁移抑制的实验。CCK-8实验结果显示,RPM-ELNs(109 particles/mL)处理24-72小时后,SMMC-7721肝癌细胞活力显著下降。此外,流式细胞术结果表明,RPM-ELNs能显著增加早期与晚期凋亡细胞比例。
RNA测序(RNA-seq)及生物信息学分析揭示了RPM-ELNs通过调控特定细胞周期相关基因及信号通路(如HIF-1、FoxO)发挥抗肿瘤作用。这种“表型-基因-通路”的多层次研究为天然产物抗肿瘤机制的解析提供了崭新范式。
通过外泌体体内示踪实验发现,RPM-ELNs在小鼠体内主要富集于肝脏,次要为脾脏和肺脏,证明了何首乌外泌体的天然肝靶向性。这一特性可能归因于肝脏内皮系统对纳米颗粒的主动摄取和ELNs表面特定蛋白与肝细胞受体的相互作用,为后续开发肝癌特异性纳米药物打下了基础。
本研究首次揭示了何首乌来源ELNs的抗肝癌活性及其分子机制,结合传统中药与现代纳米技术,为肝癌的治疗提供了新型天然纳米药物候选。其创新性在于“天然产物分离-功能验证-机制解析-靶向性探索”的全链条研究模式,兼具基础科学与转化医学价值。未来的研究可以进一步优化ELNs的工程化修饰,提高其靶向性与疗效,以推动临床前开发。
参考文献:Mingqing Yang, Lining Xu, Weiyu Wang. Molecular anti-tumorigenic mechanism of Radix Polygoni Multiflori-derived exosome-like nanoparticles. Heliyon, Volume 11, Issue 4, e41918。
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