新型纳米载药系统：靶向攻克结直肠癌的新希望

研究人员为解决结直肠癌治疗难题，开展肽 IF7 修饰的树枝状聚合物载阿霉素研究，发现其可诱导癌细胞死亡，有潜在治疗意义。

　　在癌症的 “战场” 上，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）可谓是一位 “强劲的对手”，它是全球人口健康的重大威胁，稳稳占据着癌症相关死亡原因的第二位。其发病可不只是基因在 “捣乱”，饮食习惯、生活方式这些外部因素也起着推波助澜的作用。当细胞内的分子机制失衡，比如 Wnt/β-catenin 通路异常激活、细胞程序性死亡出现故障，结直肠癌就可能悄然降临。

阿霉素（Doxorubicin，DOX）作为化疗 “老将”，在晚期癌症治疗中有着不可替代的地位。它能通过多种方式抑制癌细胞，比如与 DNA 紧密结合、抑制拓扑异构酶 II 的活性，还能激活一系列细胞内的 “自杀程序”，最终诱导癌细胞凋亡。然而，这位 “老将” 也有自己的 “短板”，它虽然能瞄准肿瘤，但 “命中率” 有限，还会对健康细胞造成伤害，就像一把 “双刃剑”，长期使用甚至可能引发心脏毒性。

随着纳米技术的崛起，癌症治疗迎来了新的曙光。树枝状聚合物作为一种新型的药物递送载体，有着独特的优势。它就像一个精心打造的 “分子快递员”，能把药物精准地送到癌细胞身边，还能提高药物的水溶性和生物利用度，减少阿霉素的不良反应。不过，科学家们并不满足于此，他们发现，在树枝状聚合物上修饰特定的配体，能让它的 “导航系统” 更精准，进一步提升治疗效果。

在这样的背景下，来自德黑兰大学医学科学学院、约翰内斯堡大学等机构的研究人员，决心打造一款 “超级纳米载药系统”。他们将第二代树枝状聚合物（G2）、阿霉素和肽 IF7 结合在一起，深入探究这个组合对结直肠癌细胞的作用。这项研究成果发表在《Cancer Nanotechnology》上，为结直肠癌的治疗带来了新的希望。

研究人员在这场探索之旅中，使用了多种先进的技术手段。他们运用傅里叶变换红外光谱（FTIR）来验证纳米颗粒的合成以及功能基团的连接情况；利用动态光散射（DLS）和纳米粒度电位仪测定纳米颗粒的尺寸和电荷；借助透射电子显微镜（TEM）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察纳米颗粒的结构；通过 MTT 法检测细胞活力，以此来评估纳米颗粒的细胞毒性；运用逆转录 - 定量聚合酶链反应（RT - qPCR）分析基因表达水平；采用蛋白质免疫印迹法（Western blot）测定相关蛋白的表达量；使用流式细胞术检测细胞凋亡情况。通过这些技术，研究人员全面而深入地了解了纳米载药系统的特性和作用机制。

下面让我们一起来看看研究人员都取得了哪些成果。

1. 纳米颗粒的特性表征

研究人员成功制备出了 G2 + DOX + IF7 纳米颗粒，其平均直径为 165.6nm，呈圆形，而且对酸碱度变化有着敏锐的 “感知” 能力。FTIR 分析表明，G2 树枝状聚合物和肽 IF7 成功结合，形成了理想的纳米载体。DLS 和 TEM 等检测结果显示，纳米颗粒尺寸均匀，分散性良好，这为其在体内的稳定运输和高效递送药物奠定了基础。

2. 阿霉素的负载与释放

阿霉素在纳米颗粒中的负载效率约为 61%。有趣的是，纳米颗粒在不同酸碱度环境下的 “行为” 差异很大。在模拟肿瘤微环境的 pH 5.5 条件下，48 小时内约 58% 的阿霉素被释放出来；而在 pH 7.4 的正常组织环境中，释放量仅为 16%。这表明纳米颗粒能够 “智能” 地响应肿瘤的酸性环境，精准释放药物，提高肿瘤部位的药物浓度。

3. 细胞毒性作用

MTT 实验结果显示，不同实验组对 HCT116 细胞（ANXA1 阳性）、SW480 细胞（ANXA1 阴性）和 HFF - 2 细胞（正常细胞）的生存能力影响各不相同，而且这种影响与剂量密切相关。所有细胞系对游离阿霉素的敏感性都高于 G2 + DOX 和 G2 + DOX + IF7。在 HCT116 细胞中，G2 + DOX + IF7 的半数抑制浓度（IC₅₀）为 1.8μM，低于 G2 + DOX 的 9.02μM，这表明在 ANXA1 阳性的 HCT116 细胞中，G2 + DOX + IF7 具有更强的细胞毒性，可能与 ANXA1 介导的内吞和转运作用有关。更重要的是，G2 + DOX + IF7 和 G2 + DOX 对 HFF - 2 正常细胞的毒性明显较弱，这意味着纳米载药系统有望提高阿霉素的安全性。

4. 对 Wnt/β - catenin 通路相关基因表达的影响

通过 RT - qPCR 技术，研究人员发现，G2 单独处理对 HCT116 细胞中 ZEB1、cyclin D1、Twist 和 β - catenin 基因的表达没有显著影响。但 DOX、G2 + DOX 和 G2 + DOX + IF7 处理后，这些基因的表达均受到显著抑制。其中，G2 + DOX + IF7 的抑制效果最为明显，这表明该纳米载药系统能够有效干扰 Wnt/β - catenin 通路，阻碍癌细胞的生长和发展。

5. 对凋亡和血管生成相关蛋白表达的影响

Western blot 分析结果显示，G2 + IF7 + DOX、G2 + DOX 和 DOX 处理后，癌细胞中 caspase - 3 和 Bax 蛋白的浓度显著升高，而 Bcl - 2 和血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）蛋白的水平则明显降低。这说明纳米载药系统能够促进癌细胞凋亡，同时抑制肿瘤血管生成，从多个角度 “围堵” 癌细胞。

6. 对细胞凋亡率的影响

流式细胞术检测结果表明，与未处理的细胞相比，不同 DOX 配方（G2 + IF7 + DOX、G2 + DOX 和 DOX）处理后的细胞凋亡率显著增加。其中，G2 + DOX + IF7 处理组的凋亡率增加最为显著，进一步证实了该纳米载药系统强大的促凋亡能力。

综合来看，研究人员成功构建了肽 IF7 修饰的树枝状聚合物载阿霉素的纳米系统，它能够精准地靶向细胞，响应 pH 变化释放药物，对结直肠癌细胞展现出了良好的杀伤效果。这主要得益于它对 Wnt/β - catenin 通路的精准调控，以及对细胞凋亡和血管生成相关蛋白的调节作用。不过，目前该研究还存在一些局限性，比如仅在体外实验中进行，没有考虑体内肿瘤微环境的复杂性；未深入研究纳米颗粒的细胞摄取机制和在癌细胞内的运输过程；也没有探讨不同患者群体中结直肠癌的遗传和表型差异对研究结果的影响。尽管如此，这项研究仍然为结直肠癌的治疗开辟了新的方向，未来进一步的研究有望将这一成果转化为临床应用，为广大结直肠癌患者带来新的生机。