《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：PEGylated liposomal delivery of a tagitinin C-rich supercritical CO
2 extract from
Tithonia diversifolia induces antitumor effects via dual activation of mitochondrial apoptosis and ferroptosis
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本研究针对天然抗肿瘤化合物tagitinin C溶解性差、毒性非选择性等瓶颈，开发了基于超临界CO2提取的万寿菊叶提取物（ESTD）的PEG化脂质体（LPEG-ESTD），系统评估了其理化特性、体外抗肿瘤活性及在Sarcoma 180荷瘤小鼠模型中的体内疗效与安全性。结果表明，LPEG-ESTD具有纳米级粒径（~120 nm）、高包封率（>90%）和缓释特性，能显著抑制肿瘤生长，其机制涉及线粒体凋亡（上调Bax/caspase-3，抑制Ki-67/NF-κB）和铁死亡（激活NRF2通路），并有效降低游离提取物的系统毒性，为植物来源抗肿瘤药物的递送系统开发提供了新策略。
癌症是全球主要的死亡原因之一，传统化疗虽然能有效杀伤肿瘤细胞，但其非选择性毒性往往对健康快速增殖细胞造成累积性损伤，导致从恶心、呕吐到心脏毒性、不孕症及神经后遗症等一系列短期和长期不良反应。因此，开发具有选择性抗肿瘤活性且副作用更小的替代疗法成为当前研究的重点。天然产物，特别是植物来源的活性成分，因其多样的化学结构和多靶点作用机制，展现出巨大的抗肿瘤潜力。其中，来自万寿菊（Tithonia diversifolia）的tagitinin C作为一种有效的倍半萜内酯，被证实对多种人类恶性肿瘤细胞系具有细胞毒性作用。然而，tagitinin C本身存在水溶性差、化学稳定性不佳（光诱导转化为tagitinin F）以及潜在的副作用等局限性，严重制约了其临床应用。
为克服这些障碍，研究人员将目光投向了纳米药物递送系统。PEG化脂质体作为一种成熟的纳米载体，能够提高难溶性药物的生物利用度，实现靶向递送，并降低系统毒性。本研究旨在评估封装在PEG化脂质体中的、富含tagitinin C的超临界CO2万寿菊叶提取物（LPEG-ESTD）的抗肿瘤功效和安全性。研究假设该递送系统可通过同时激活线粒体凋亡和铁死亡通路，增强治疗效果。相关成果发表在《Journal of Drug Delivery Science and Technology》上。
为开展此项研究，作者团队运用了几项关键技术方法。首先，采用超临界CO2流体萃取技术从鉴定自巴西的万寿菊叶片中获取富含tagitinin C的提取物（ESTD），并通过高效液相色谱（HPLC）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对其进行定性和定量分析。其次，利用薄膜水化法制备了PEG化脂质体（LPEG-ESTD），并系统表征了其粒径、Zeta电位、多分散指数（PDI）、包封率、载药量、体外释放曲线以及形态结构（透射电子显微镜，TEM）。体外研究在B16F10小鼠黑色素瘤细胞系上进行细胞毒性评估（MTT法）。体内疗效和机制研究则采用了Sarcoma 180移植瘤小鼠模型（样本来源于小鼠），通过组织病理学、免疫组织化学（检测Ki-67, TUNEL, caspase-3, Bcl-2, Bax, NF-κB, NRF2等指标）评估抗肿瘤效果和分子机制，并通过血液学和生化分析评估系统性毒性。
结果
提取物表征与脂质体制剂理化特性
超临界CO2提取获得橙黄色树脂状提取物，得率为2.22%。HPLC分析确认tagitinin C为主要成分，含量达60.70%。FTIR光谱显示tagitinin C的特征吸收峰。成功制备的LPEG-ESTD脂质体呈纳米级粒径（约122-127 nm），单分散性良好（PDI ~0.20），Zeta电位约为-14 mV，包封率超过91%，并表现出缓释特性。透射电镜显示脂质体为球形单室囊泡。
体外抗肿瘤活性与生物相容性
ESTD和LPEG-ESTD对B16F10细胞均表现出剂量依赖性的细胞毒性，IC50值分别为8.06 μg/mL和10.61 μg/mL。两者在测试浓度下均未显示溶血活性，表明其良好的血液相容性。
体内抗肿瘤功效
在Sarcoma 180荷瘤小鼠模型中，LPEG-ESTD（3和10 mg/kg剂量）能显著抑制肿瘤生长，效果与阳性对照药5-氟尿嘧啶（5-FU）以及游离ESTD（10 mg/kg）相当。组织病理学分析显示，LPEG-ESTD 10 mg/kg治疗组肿瘤坏死程度和核分裂象计数显著降低。
作用机制探讨
免疫组化分析揭示，LPEG-ESTD处理能显著降低肿瘤细胞增殖标志物Ki-67和炎症相关转录因子NF-κB的表达，同时增加凋亡细胞（TUNEL阳性）比例，并上调促凋亡蛋白Bax和活化的caspase-3的表达，表明线粒体凋亡通路被激活。值得注意的是，LPEG-ESTD处理还显著上调了氧化应激关键调控因子NRF2的表达，提示铁死亡可能也是其作用机制之一。
安全性评估
与游离ESTD（10 mg/kg）和5-FU引起白细胞减少症（leukopenia）和脾脏重量减轻等毒性反应不同，LPEG-ESTD治疗（特别是1和3 mg/kg剂量）较好地维持了动物的白细胞计数和脾脏重量，未观察到显著的肝毒性（ALT、AST指标）或肾毒性（尿素、肌酐指标）升高，表明脂质体封装有效降低了提取物的系统毒性。
结论与意义
本研究成功开发并表征了一种负载富含tagitinin C的超临界CO2万寿菊叶提取物的PEG化脂质体（LPEG-ESTD）。该纳米制剂具有良好的理化特性和缓释行为，在体外和体内模型中均表现出显著的抗肿瘤活性。其作用机制涉及双重激活线粒体介导的凋亡通路（通过调控Bax/Bcl-2平衡和caspase-3活化，并抑制NF-κB）以及可能通过NRF2通路诱导的铁死亡。尤为重要的是，脂质体递送系统显著减轻了游离提取物可能引起的造血系统和器官毒性，展现了更好的安全性。这项工作不仅为tagitinin C这一天然活性成分的临床应用提供了有效的递送策略，凸显了纳米技术在增强植物源抗癌化合物疗效和安全性方面的价值，也为开发基于多细胞死亡机制协同作用的抗癌疗法提供了新的思路。将植物化学复合物的复杂性与纳米技术优化相结合，为解决亲脂性植物源化合物溶解度低、生物利用度差和非选择性毒性等关键局限性提供了具有转化潜力的策略。
