生姜外泌体样纳米颗粒可增强光疗效果,显著抑制乳腺癌发展

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来源:生物谷
2025-02-24 10:15:10
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核心提示:在肿瘤治疗的前沿领域,光疗以其高效、微创的突出优势,成为科研人员重点攻坚的方向。

        在肿瘤治疗的前沿领域,光疗以其高效、微创的突出优势,成为科研人员重点攻坚的方向。其中,吲哚菁绿(ICG)作为光疗的关键光敏剂,虽作用重要,却受困于水溶性不佳、分子易聚集以及血浆半衰期短等难题,极大地限制了光疗的应用效果。如何突破这些瓶颈,成为提升光疗抗癌实力的关键。

        近期,一项发表于Int J Nanomedicine的研究Ginger-Derived Exosome-Like Nanoparticles Loaded With Indocyanine Green Enhances Phototherapy Efficacy for Breast Cancer带来了令人期待的成果。科研团队巧妙地将源自生姜的外泌体样纳米颗粒(GDNPs)与ICG相结合,打造出新型生物纳米平台GDNPs@ICG,为乳腺癌光疗开辟了新路径。

        GDNPs从生姜中提取,富含脂质,还含有具备抗肿瘤活性的6-姜酚,安全性高且来源广泛。利用肿瘤细胞对脂质的特殊摄取偏好,科研人员将其作为载体负载ICG,成功构建了GDNPs@ICG纳米平台,有望解决ICG现存的问题,增强光疗效果。

        从研究结果来看,GDNPs@ICG优势显著。在纳米颗粒特性上,GDNPs和GDNPs@ICG都呈粗糙球形,粒径分别约为100 nm和124 nm,这种大小有利于在血液循环中长时间停留,并借助肿瘤组织的高通透性和滞留效应(EPR效应),精准地在肿瘤部位富集。GDNPs@ICG的ICG负载效率达到19.86%,并且在模拟肿瘤微环境的酸性条件下,以及激光照射时,能够有效释放ICG,实现精准的药物递送。

        光热性能方面,GDNPs@ICG表现卓越。在808 nm近红外激光照射下,其升温能力呈现出明显的浓度和时间依赖性。当浓度达到15 μg/mL时,最高温度可升至53.1°C,光热转换效率高达26.38%,远超金纳米壳、金纳米晶体等传统纳米材料,这意味着它可以更高效地利用光能转化为热能,直接破坏肿瘤细胞结构,实现肿瘤消融。

        体外细胞实验中,GDNPs@ICG能通过脂质依赖的方式被4T1乳腺癌细胞高效摄取,并广泛分布于细胞内的内质网、线粒体和溶酶体等关键细胞器。在抑制肿瘤细胞活性上,GDNPs@ICG联合激光照射展现出强大的杀伤力。

        深入研究发现,这一过程与细胞内活性氧(ROS)大量生成、脂质过氧化反应增强以及内质网应激反应激活密切相关。激光激发ICG产生大量ROS,引发脂质过氧化,破坏细胞膜的完整性,同时过多的ROS和细胞内脂质积累导致内质网应激,最终使肿瘤细胞生长受阻、走向死亡。

图 1:GDNPs@ICG的体外治疗效果

        体内实验在4T1荷瘤小鼠模型中展开,结果同样令人惊喜。GDNPs@ICG联合激光治疗组显著抑制了肿瘤生长,肿瘤体积明显小于其他对照组,而且在治疗期间小鼠体重保持稳定,证明该纳米平台生物相容性良好,对正常生理功能影响小。

        进一步检测发现,GDNPs@ICG能够减少肿瘤组织的血管生成,降低肿瘤细胞的转移能力,同时激活机体的抗肿瘤免疫反应,还能促进肿瘤细胞衰老,从多个层面协同抑制肿瘤发展。

图 2:GDNPs@ICG的体内治疗效果

图 3:GDNPs@ICG抑制乳腺癌恶性行为

        总的来说,这项研究成功开发的GDNPs@ICG纳米平台,为乳腺癌光疗带来了新的希望。它凭借高效的光热转换效率和多机制协同的抗肿瘤作用,显著提升了光疗效果。GDNPs本身具有产量高、免疫原性低、制备简单等优势,为后续临床转化提供了便利。GDNPs@ICG纳米平台为乳腺癌的精准、高效治疗提供了全新的思路和方向,期待它在未来能真正应用于临床,造福广大乳腺癌患者。

        参考文献:

        Guo Z, Li G, Shen L, et al. Ginger-Derived Exosome-Like Nanoparticles Loaded With Indocyanine Green Enhances Phototherapy Efficacy for Breast Cancer. Int J Nanomedicine. 2025;20:1147-1169. Published 2025 Jan 30. doi:10.2147/IJN.S478435

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