新型自纳米乳化水仙花(Narcissus tazetta L.)油输送系统的开发及其在体外对乳腺癌和胰腺癌的抑制作用研究
《Food Hydrocolloids for Health》:Development of a new self-nanoemulsifying
Narcissus tazetta L. oil delivery system and study of its anti-breast and anti-pancreas cancers activities in vitro
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时间:2025年12月05日
来源:Food Hydrocolloids for Health 5.1
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抗乳腺癌和胰腺癌活性:Narcissus tazetta油负载自纳米乳化系统(NT-SNEDDS)的制备、稳定性和细胞毒性研究。采用30%聚山梨酯80、55%聚乙二醇600和15%油酸乙酯制备NT-SNEDDS,形成40±8 nm的油滴纳米乳剂,储存30天无相分离。MTT和TUNEL实验显示,NT-SNEDDS对MCF-7和PANC-1细胞的半数抑制浓度分别为0.17%和0.21%,显著高于纯油。其机制涉及DNA断裂和凋亡通路激活。
本研究聚焦于开发一种新型自纳米乳化药物递送系统(SNEDDS),以提升水飞蓟素(Narcissus tazetta)油对乳腺癌(MCF-7细胞)和胰腺癌(PANC-1细胞)的抗癌活性。研究团队通过优化配方成分,构建了以乙基 oleate(15%)、吐温80(30%)和聚乙二醇600(55%)为核心的SNEDDS体系,并系统评估了其理化特性、稳定性和抗肿瘤效果。
**研究背景与意义**
乳腺癌和胰腺癌作为全球高发恶性肿瘤,其治疗面临多重挑战。传统化疗药物存在水溶性差、生物利用度低、靶向性不足及易引发耐药等问题。纳米药物递送系统通过改善药物分散性、稳定性和生物利用度,成为解决上述问题的关键方向。近年来,SNEDDS因能自发形成纳米乳剂且无需外部乳化剂,在口服给药领域备受关注。但天然油类成分的负载效率、细胞渗透性及安全性仍需深入探索。
**材料与方法**
研究采用伊朗弗尔阿姆省冬季采集的Narcissus tazetta花青素,通过冷溶剂萃取法获得粗提油。配方设计基于三元相图分析,确定乙基 oleate(油相)、吐温80(表面活性剂)和聚乙二醇600(辅助乳化剂)的最佳配比(15:30:55)。纳米乳剂的制备通过梯度混合法实现,并采用动态光散射(DLS)和扫描电镜(FE-SEM)进行粒径和形态表征。细胞毒性评估采用MTT法,并通过TUNEL染色检测凋亡标志。
**关键发现**
1. **理化特性优化**
- NT-SNEDDS形成粒径为40±8 nm的纳米乳滴,比纯油溶液更小(空白SNEDDS为30±6 nm),且聚分散指数(PDI)低于0.05,表明粒径分布高度均一。
- FE-SEM证实乳滴呈球形且分散均匀,但真空干燥可能导致样本收缩,需结合DLS数据综合评估。
- Zeta电位测定显示12.9±1.8 mV,负电位表明乳滴表面电荷稳定,有利于延长循环时间。
2. **稳定性验证**
空白SNEDDS和NT-SNEDDS在常温避光条件下储存30天未出现沉淀或分层,证明配方具有优异的物理稳定性。但未提及长期储存(如数月)或极端条件下的稳定性数据,可能需进一步验证。
3. **抗肿瘤活性显著增强**
- **IC50值对比**:纯油在2.0%浓度时对MCF-7和PANC-1的细胞存活率分别降至69.5%和75.0%,而NT-SNEDDS在0.17%和0.21%浓度时已达到显著抑制效果(P<0.05),且高剂量时差异极显著(P<0.0001)。
- **作用机制**:通过TUNEL染色发现NT-SNEDDS诱导细胞凋亡,表现为DNA断裂和线粒体途径激活(如Caspase-3/8/9活性升高)。值得注意的是,NT-SNEDDS对乳腺癌细胞的抑制效果优于胰腺癌细胞,可能与两者细胞膜脂质组成差异、药物摄取效率及耐药机制不同有关。例如,MCF-7细胞高表达雌激素受体,可能增强对脂质纳米粒的摄取,而PANC-1细胞因肿瘤微环境致密性和P-糖蛋白过度表达,导致药物渗透受阻。
4. **配方优化策略**
研究团队采用多目标优化方法,重点解决三个核心问题:
- **油相选择**:乙基 oleate作为长链 triglyceride(LCTs),可通过淋巴途径吸收,但需验证其与天然油成分的相容性。
- **表面活性剂组合**:吐温80(HLB 15)与聚乙二醇600的协同作用可降低界面张力,同时避免离子型表面活性剂带来的毒性风险。
- **负载量控制**:通过调整油相比例(15%)平衡疗效与制剂黏度,确保纳米乳剂在胃肠道中自发乳化。
**创新性与局限性**
- **创新性**:首次将Narcissus tazetta油负载至SNEDDS体系,并发现其诱导DNA损伤的活性与文献报道的Narcissus属植物抗病毒、抗肿瘤特性一致(如Shawky等,2015)。该配方在降低IC50值的同时保持高生物相容性(空白SNEDDS细胞存活率>98%)。
- **局限性**:
1. 未明确油中活性成分种类,仅通过IC50间接评估疗效,后续需结合HPLC-MS分析关键成分(如生物碱或萜类化合物)。
2. 缺乏体内实验数据,无法验证纳米乳剂在活体中的靶向性、代谢过程及长期毒性。
3. 细胞模型仅涵盖两种癌变细胞系,需扩展至更多临床相关细胞株以验证普适性。
**应用前景与挑战**
NT-SNEDDS为天然药物递送提供了新思路,其优势在于:
- **高负载率**:油相占比15%,且在1.0%浓度时已实现显著抑癌效果。
- **安全性**:配方中无离子型表面活性剂,且对正常细胞无毒性(空白组细胞存活率接近100%)。
- **制备便捷性**:无需高压均质或超声处理,通过温和摇动即可完成乳化。
**未来研究方向**
1. **成分鉴定**:需通过色谱技术分离NT油中的活性成分,明确其具体作用靶点(如DNA修复酶抑制或促凋亡蛋白激活)。
2. **体内验证**:建议采用移植瘤模型或裸鼠实验,评估纳米乳剂在实体瘤中的渗透性及疗效。
3. **工艺标准化**:需优化原料来源(如不同产地Narcissus tazetta油的成分差异)、制备流程(如冷提取时间对油得率的影响)以实现工业化生产。
4. **毒性评估**:长期毒性实验需考察纳米颗粒在器官中的蓄积情况,尤其是对肝、肾等代谢器官的影响。
**结论**
该研究成功开发了一种基于SNEDDS技术的天然抗癌制剂,通过协同表面活性剂与油相,显著提高了Narcissus tazetta油的生物利用度及抗肿瘤活性。尽管在体内应用和活性成分解析方面存在不足,但其成果为开发口服型纳米抗癌药物提供了重要参考,尤其对克服胰腺癌治疗难题具有潜在价值。未来需结合多组学分析(如蛋白质组学检测凋亡相关通路)和临床前模型,推动该技术向实际转化。
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